linux perf是什么？怎么用？（使用总结）
简介
perf是linux系统中提供的性能分析工具，它基于一个叫“Performance counters”的内核子系统实现，同时支持硬件（CPU、PMU(Performance Monitoring Unit)）和软件(软件计数器、tracepoint)层面的性能分析。
perf中的事件
perf与其他性能调优工具一样，都是通过对监测对象进行采样，根据采样点的分布来推断整个程序的行为。通过perf list命令我们可以看到perf支持很多的采样事件，比如branch-misses、cpu-clock等等。perf中预定义的事件属于不同的类型，比如硬件产生的事件（cache 命中/分支miss）和软件产生的事件（context switch/page fault)等等。
tracepoint
tracepoint是linux内核中定义的一些hook，如果被开启，它们就会在执行到特定逻辑时被触发，方便其他工具获取系统内部的运行状态等信息，perf就是利用了tracepoint，它会记录和统计tracepoint的各个事件，生成分析报告。
使用方式
perf 工具的具体使用方式如下：
perf [--version] [--help] COMMAND [ARGS]
其中的COMMAND列表可以通过执行perf --help查看，下面列举几个常用的command。
perf stat
perf stat的作用是执行一个命令并收集其运行过程中的各个数据，它可以提供一个程序运行情况的总体概览。比如：
user@localhost:~$ perf stat hostname
localhost
Performance counter stats for 'hostname':
0.313464 task-clock (msec) # 0.481 CPUs utilized
2 context-switches # 0.006 M/sec
0 cpu-migrations # 0.000 K/sec
153 page-faults # 0.488 M/sec
896,723 cycles # 2.861 GHz
620,709 instructions # 0.69 insn per cycle
121,143 branches # 386.465 M/sec
6,247 branch-misses # 5.16% of all branches
0.000651441 seconds time elapsed
上面这个例子，通过perf stat运行了hostname命令，并将其运行过程中的一些指标汇总显示了出来，比如task-clock、context-switches等待。默认情况下，perf stat 会输出几个常用的事件的统计，比如：
task-clock-msecs：cpu 使用率 context-switches：进程切换次数 page-faults：发生缺页的次数 cpu-migrations：表示进程运行过程中发生了多少次CPU迁移，即被调度器从一个CPU转移到另外一个CPU上运行 cycles：处理器时钟，一条机器指令可能需要多个cycles instructions: 机器指令数目 branches：遇到的分支指令数 branch-misses是预测错误的分支指令数
除此之外，我们可以使用-e参数来指定我们感兴趣的事件，比如：
user@localhost:~$ perf stat -e cache-misses hostname
localhost
Performance counter stats for 'hostname':
682 cache-misses
0.000646676 seconds time elapsed
perf top
perf top的作用是实时地显示系统当前的性能统计信息。前面的perf stat用于对一个特定的程序进行分析，而某些时候我们可能并不知道是哪个程序影响了系统性能，这时候就可以用perf top来查找可疑的程序。比如：
Samples: 775 of event 'cpu-clock', Event count (approx.): 92931021 Overhead Shared Object Symbol 8.93% [kernel] [k] vsnprintf 7.73% perf [.] rb_next 5.92% [kernel] [k] kallsyms_expand_symbol.clone.0 5.07% [kernel] [k] format_decode 4.59% [kernel] [k] number 3.40% perf [.] symbols__insert 3.03% libslang.so.2.2.1 [.] SLtt_smart_puts
上面的例子显示perf统计了cpu-clock事件的数据，根据比例进行了排序。和perf stat一样，我们可以通过-e参数指定统计其他的事件，比如perf top -e context-switches可以查看进程切换最多的top N个进程。
perf record & perf report
perf record的作用和perf stat类似，它可以运行一个命令并生成统计信息，不过perf record不会将结果显示出来，而是将结果输出到文件中。perf record生成的文件可以用perf report来进行解析。
perf record还可以通过-g参数，在分析时生成calling graph，帮助定位更上层的逻辑分布。
其他
通过例子我们可以发现，perf的分析结果中的Symbol一列显示的都是c语言函数的名字。对于java来说，jit编译产生的函数就会直接显示在symbol里，而不是java的函数名，这时要定位问题就不是那么容易了，我们需要通过额外的手段将symbol和java程序的符号表对应起来，具体后续再讨论了。
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