如何解决如何计算进程ID包括所有将来的子线程的已执行指令数 perf:
有时,我问了以下问题"How to count number of executed instructions of a process id including child processes",@ M-Iduoad友好地提供了一个pgrep
解决方案,以捕获所有子PID并将其与-p一起用于性能统计。效果很好!
但是,我遇到的一个问题是多线程应用程序以及何时生成新线程。由于我不是算命先生(太糟糕了!),我不知道tid
的新生成的线程,因此无法将它们添加到perf stat
的-p或-t参数。
作为示例,假设我有一个多线程的nodejs服务器(部署为Kubernetes之上的容器),并带有以下pstree
:
root@node2:/home/m# pstree -p 4037791
node(4037791)─┬─sh(4037824)───node(4037825)─┬─{node}(4037826)
│ ├─{node}(4037827)
│ ├─{node}(4037828)
│ ├─{node}(4037829)
│ ├─{node}(4037830)
│ └─{node}(4037831)
├─{node}(4037805)
├─{node}(4037806)
├─{node}(4037807)
├─{node}(4037808)
├─{node}(4037809)
├─{node}(4037810)
├─{node}(4037811)
├─{node}(4037812)
├─{node}(4037813)
└─{node}(4037814)
当然,我可以使用以下perf stat
命令来监视其线程:
perf stat --per-thread -e instructions,cycles,task-clock,cpu-clock,cpu-migrations,context-switches,cache-misses,duration_time -p $(pgrep --ns 4037791 | paste -s -d ",")
它与单线程nodejs应用程序一起正常工作。但是,在多线程服务的情况下,一旦收到请求,pstree
的输出将如下所示:
root@node2:/home/m# pstree -p 4037791
node(4037791)─┬─sh(4037824)───node(4037825)─┬─{node}(4037826)
│ ├─{node}(4037827)
│ ├─{node}(4037828)
│ ├─{node}(4037829)
│ ├─{node}(4037830)
│ ├─{node}(4037831)
│ ├─{node}(1047898)
│ ├─{node}(1047899)
│ ├─{node}(1047900)
│ ├─{node}(1047901)
│ ├─{node}(1047902)
│ ├─{node}(1047903)
│ ├─{node}(1047904)
│ ├─{node}(1047905)
│ ├─{node}(1047906)
│ ├─{node}(1047907)
│ ├─{node}(1047908)
│ ├─{node}(1047909)
│ ├─{node}(1047910)
│ ├─{node}(1047911)
│ ├─{node}(1047913)
│ ├─{node}(1047914)
│ ├─{node}(1047919)
│ ├─{node}(1047920)
│ ├─{node}(1047921)
│ └─{node}(1047922)
├─{node}(4037805)
├─{node}(4037806)
├─{node}(4037807)
├─{node}(4037808)
├─{node}(4037809)
├─{node}(4037810)
├─{node}(4037811)
├─{node}(4037812)
├─{node}(4037813)
└─{node}(4037814)
因此,我之前的perf stat
命令不会捕获新生成的线程的统计信息。我的意思是,它可能会捕获累积的指令,但绝对不会以“每线程”格式显示。
有什么方法可以在性能统计中使用--per-thread
并捕获多线程应用程序中新产生的线程的状态?似乎只能与-p
或-t
一起使用,以遵循perf
启动时已经存在的固定线程集,而不会遵循新的线程。
有一个类似的question here for perf record
,但我正在使用perf stat
。另外,这似乎并没有按线程分开记录的概要文件,所以它等效于perf stat node ...
,除非有一种处理记录的数据的方法,以便事后将其按线程分开?
如果还有其他可行的方法,则不需要
perf
:
任何其他可能帮助我动态计算给定PID的每个线程(包括新生成的线程)的“指令,周期,任务时钟,cpu时钟,cpu迁移,上下文切换,缓存丢失”的潜在解决方案是可接受,无论使用perf
还是其他任何方法!
解决方法
perf record -s
和perf report -T
的组合应该可以为您提供所需的信息。
为了演示,请使用以下具有良好定义的指令数的线程作为示例代码:
#include <cstdint>
#include <thread>
void work(int64_t count) {
for (int64_t i = 0; i < count; i++);
}
int main() {
std::thread first(work,100000000ll);
std::thread second(work,400000000ll);
std::thread third(work,800000000ll);
first.join();
second.join();
third.join();
}
(无需优化即可编译!)
现在,使用perf record
作为前缀命令。它将遵循所有产生的进程和线程。
$ perf record -s -e instructions -c 1000000000 ./a.out
[ perf record: Woken up 1 times to write data ]
[ perf record: Captured and wrote 0.003 MB perf.data (5 samples) ]
要很好地显示统计信息:
$ perf report -T
[... snip ...]
# PID TID instructions:u
270682 270683 500003888
270682 270684 2000001866
270682 270685 4000002177
perf record
的参数有些棘手。 -s
用准确的数字写单独的记录-它们不依赖于指令样本(每1000000000条指令生成)。但是,perf report
甚至找不到-T
时也会失败,因为它找不到单个样本。因此,您需要设置至少触发一次的指令样本计数-c
(或频率)。任何示例都可以,每个线程都不需要示例。
或者,您可以查看perf.data
中的原始记录。然后,您实际上可以告诉perf record
不要收集任何个样本。
$ perf record -s -e instructions -n ./a.out
[ perf record: Woken up 1 times to write data ]
[ perf record: Captured and wrote 0.003 MB perf.data ]
但是您需要过滤掉相关记录,并且可能需要汇总其他记录。
$ perf script -D | grep PERF_RECORD_READ | grep -v " 0$"
# Annotation by me PID TID
213962455637481 0x760 [0x40]: PERF_RECORD_READ: 270887 270888 instructions:u 500003881
213963194850657 0x890 [0x40]: PERF_RECORD_READ: 270887 270889 instructions:u 2000001874
213964190418415 0x9c0 [0x40]: PERF_RECORD_READ: 270887 270890 instructions:u 4000002175
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