火焰圖就像是給一個軟件系統拍的 X 光照片，
可以很自然地把時間和空間兩個維度上的信息融合在一張圖上，
以非常直觀的形式展現出來，
從而反映系統在性能方面的很多定量的統計規律。
什么是火焰圖
火焰圖只是一種統計數據的展現方式，它和直方圖、曲線圖沒有什么本質的區別。最經典的火焰圖是統計某一個軟件的所有代碼路徑在 CPU 上面的時間分布。
下面是redis-server的火線圖
img
火焰圖中展示的是什么數據
拿上圖為例，圖中展示的就是Redis-server運行時的部分代碼路徑，每個方塊代表一個函數調用，水平方向代表CPU耗時占比，垂直方向代表函數的調用關系，實際上，這張圖就是redis-server進程一段時間內的?？煺盏木酆稀?/p>
注意：圖中沒有任何關于時間的信息，它只是進程運行過程中各個函數的時間占比。
怎樣生成火焰圖(On-CPU)
- 周期性的采集棧數據
可選的工具- systemtap
- perf
- 其他(不同編程語言，不同的系統架構)
- 以棧為維度，做聚合統計
Brendan Gregg 大大已經提供 - 生成火線圖(svg)
Brendan Gregg 大大已經提供
可見，這里有兩個難點
- 獲取棧數據
- 解釋棧數據
使用systemtap采集棧數據
systemtap腳本
probe begin {
warn(sprintf("Tracing %d (/root/redis-3.2.8/src/redis-server) in user-space only...\n", target()))
}
global bts;
global quit = 0;
probe timer.profile {
if (pid() == target()) {
if (!quit) {
bts[ubacktrace()] <<< 1;
} else {
foreach (bt in bts- limit 1024) {
print_ustack(bt);
printf("\t%d\n", @count(bts[bt]));
}
exit()
}
}
}
probe timer.s(5) {
nstacks = 0
foreach (bt in bts limit 1) {
nstacks++
}
if (nstacks == 0) {
warn("No backtraces found. Quitting now...\n")
exit()
} else {
warn("Time's up. Quitting now...(it may take a while)\n")
quit = 1
}
}
腳本中，使用了兩個定時器，一個定時器負責周期性的采集棧數據，另一個定時器是結束腳本，并觸發輸出采集數據。
采樣數據
下面就是systemtap腳本輸出(redis-server的棧數據)
0x7f96f75e8c3d : __open_nocancel+0x24/0x57 [/usr/lib64/libpthread-2.17.so]
0x42cd9d : zmalloc_get_rss+0x58/0x159 [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
0x422a15 : serverCron+0xff/0x84c [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
0x41d394 : processTimeEvents+0x1a1/0x1ff [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
0x41d6b7 : aeProcessEvents+0x2c5/0x2cd [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
0x41d7d0 : aeMain+0x48/0x55 [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
0x429f3a : main+0x6ec/0x707 [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
0x7f96f723ab35 : __libc_start_main+0xf5/0x1c0 [/usr/lib64/libc-2.17.so]
0x4192a9 : _start+0x29/0x30 [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
1
0x7f96f7310d13 : __epoll_wait_nocancel+0x2a/0x57 [/usr/lib64/libc-2.17.so]
0x41c9d6 : aeApiPoll+0x85/0x15f [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
0x41d59c : aeProcessEvents+0x1aa/0x2cd [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
0x41d7d0 : aeMain+0x48/0x55 [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
0x429f3a : main+0x6ec/0x707 [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
0x7f96f723ab35 : __libc_start_main+0xf5/0x1c0 [/usr/lib64/libc-2.17.so]
0x4192a9 : _start+0x29/0x30 [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
1
0x7f96f75e849d : __read_nocancel+0x24/0x57 [/usr/lib64/libpthread-2.17.so]
0x42cdc9 : zmalloc_get_rss+0x84/0x159 [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
0x422a15 : serverCron+0xff/0x84c [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
0x41d394 : processTimeEvents+0x1a1/0x1ff [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
0x41d6b7 : aeProcessEvents+0x2c5/0x2cd [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
0x41d7d0 : aeMain+0x48/0x55 [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
0x429f3a : main+0x6ec/0x707 [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
0x7f96f723ab35 : __libc_start_main+0xf5/0x1c0 [/usr/lib64/libc-2.17.so]
0x4192a9 : _start+0x29/0x30 [/root/redis-3.2.8/src/redis-server]
1
這是其中一種棧數據的輸出格式，Brendan Gregg大大的工具可以支持好幾種輸出格式，有興趣可以查看源碼。
聚合采樣數據
_start;__libc_start_main;main;aeMain;aeProcessEvents;aeApiPoll;__epoll_wait_nocancel 1
_start;__libc_start_main;main;aeMain;aeProcessEvents;processTimeEvents;serverCron;zmalloc_get_rss;__open_nocancel 1
_start;__libc_start_main;main;aeMain;aeProcessEvents;processTimeEvents;serverCron;zmalloc_get_rss;__read_nocancel 1
小結
由于systemtap安裝較為繁瑣，因此本文作者開發了一個shell腳本，使用perf完成以上步驟。
源碼
生成一個火焰圖很容易，難的是從火焰圖中發現問題，并且能夠給出較為合理的解釋，再進一步給出優化方案。
