Ubuntu升级后系统崩溃？如何避免

Linux perf 是 Linux 内核内置的性能分析工具（全称 Performance Counters for Linux），它直接利用 CPU 的性能监控单元（PMU）和内核跟踪点，提供低开销、高精度的性能数据采集能力，无论是分析 CPU 瓶颈、内存访问、函数调用关系还是系统调用，perf 都是 Linux 性能调优的核心工具,下面从安装到实战详细说明其使用方法：

安装与基础准备

安装 perf

不同 Linux 发行版安装命令：

# CentOS/RHEL
sudo yum install perf
# Arch/Manjaro
sudo pacman -S perf

权限配置

部分功能需 root 权限或调整内核参数：

# 允许非 root 用户使用（需重启生效）
echo kernel.perf_event_paranoid=1 | sudo tee -a /etc/sysctl.conf
sudo sysctl -p

权限值说明：
-1：无限制
0：允许内核分析（默认）
1：允许用户态分析（推荐）
2：仅基础计数

核心命令详解（附常用场景）

perf stat：实时统计事件

统计程序运行期间的 CPU 周期、缓存命中率等硬件事件：

# 统计 ls 命令的执行事件
perf stat ls
# 统计特定进程（PID=1234）的 L1 缓存命中率
perf stat -e L1-dcache-load-misses,L1-dcache-loads -p 1234

常用事件：

• cpu-cycles：CPU 周期数
• cache-misses：缓存未命中次数
• instructions：指令数（结合 cycles 计算 IPC）
• context-switches：上下文切换次数

perf record + perf report：采样分析

Step 1：采集数据（生成 perf.data）

# 监控整个系统 10 秒
sudo perf record -a -g -- sleep 10
# 监控指定进程（PID=1234），采样 CPU 使用
perf record -F 99 -p 1234 -g -- sleep 30

关键参数：
-F 99：每秒采样 99 次（平衡精度与开销）
-g：记录调用栈（生成火焰图必备）
-a：监控所有 CPU

Step 2：生成报告

perf report --stdio     # 文本模式查看
perf report --tui       # 交互式界面（推荐）

报告解读：

• Overhead：该函数在采样中占比（性能热点）
• Command：进程名
• Shared Object：所属模块（如 libc.so, [kernel]）

perf top：实时性能热力图

类似 top 命令的动态视图，实时显示消耗 CPU 的函数：

sudo perf top -g -F 1000  # 每秒采样 1000 次，显示调用栈

按 E 调整事件类型，按 / 折叠展开调用栈。

perf trace：系统调用追踪

替代 strace 的低开销系统调用分析：

# 追踪进程 1234 的所有系统调用
perf trace -p 1234
# 统计 ls 命令的 syscall 耗时分布
perf trace --duration 1 -e 'syscalls:*' ls

高级实战技巧

▶ 生成火焰图（可视化性能瓶颈）

# 1. 采集数据（带调用栈）
perf record -F 99 -a -g -- sleep 30
# 2. 转换数据为可读格式
perf script > out.perf
# 3. 使用 FlameGraph 工具生成 SVG
git clone https://github.com/brendangregg/FlameGraph
cd FlameGraph
./stackcollapse-perf.pl < out.perf | ./flamegraph.pl > perf.svg

火焰图效果：

解读技巧：

• 横向宽度 = 函数出现频率
• 纵向深度 = 调用栈层级
• 鼠标悬停显示函数名和占比

▶ 追踪内核事件

分析磁盘 I/O 延迟或调度事件：

# 监控块设备 I/O 请求（需 root）
sudo perf record -e block:block_rq_issue -a
# 查看可用的内核跟踪点
perf list | grep tracepoint

▶ 内存分析

检测缓存未命中问题：

# 统计进程缓存未命中率
perf stat -e cache-references,cache-misses -p 1234

常见问题解决

1. perf 报错 “No permission to collect stats”
   → 执行 sudo sysctl kernel.perf_event_paranoid=1

2. 采样数据过大导致 perf report 卡顿
   → 用 perf report --stdio > report.txt 导出文本分析

3. 函数名显示为十六进制地址
   → 安装调试符号包（如 dbgsym/debuginfo）

典型应用场景

最佳实践：生产环境中先用 perf stat 定位异常事件类型，再用 perf record 深入采样。

perf 是 Linux 性能分析的瑞士军刀，从硬件事件到内核行为均可覆盖，掌握其核心命令组合（stat/record/report/top），配合火焰图可视化，能高效定位系统瓶颈，建议通过实际场景反复练习，结合手册 man perf 探索更多功能。

引用说明：

• Linux 内核文档：tools/perf/Documentation/
• Brendan Gregg 性能分析指南：brendangregg.com/perf.html
• FlameGraph 工具库：github.com/brendangregg/FlameGraph