Linux Command BCC 性能监视、网络动态跟踪工具

1. ubuntu安装

sudo apt-key adv --keyserver keyserver.ubuntu.com --recv-keys 4052245BD4284CDD
echo "deb https://repo.iovisor.org/apt/xenial xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/iovisor.list
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y bcc-tools libbcc-examples linux-headers-$(uname -r)

操作完这些步骤,bcc 提供的所有工具就都安装到 /usr/share/bcc/tools 这个目录中了。不过这里提醒你,bcc 软件包默认不会把这些工具配置到系统的 PATH 路径中,所以你得自己手动配置:

$ export PATH=$PATH:/usr/share/bcc/tools

2. centos安装

第一步,升级内核。你可以运行下面的命令来操作:

# 升级系统
yum update -y

# 安装ELRepo
rpm --import https://www.elrepo.org/RPM-GPG-KEY-elrepo.org
rpm -Uvh https://www.elrepo.org/elrepo-release-7.0-3.el7.elrepo.noarch.rpm

# 安装新内核
yum remove -y kernel-headers kernel-tools kernel-tools-libs
yum --enablerepo="elrepo-kernel" install -y kernel-ml kernel-ml-devel kernel-ml-headers kernel-ml-tools kernel-ml-tools-libs kernel-ml-tools-libs-devel

# 更新Grub后重启
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
grub2-set-default 0
reboot

# 重启后确认内核版本已升级为4.20.0-1.el7.elrepo.x86_64
uname -r

第二步,安装 bcc-tools:

# 安装bcc-tools
yum install -y bcc-tools

# 配置PATH路径
export PATH=$PATH:/usr/share/bcc/tools

# 验证安装成功
cachestat

3. cachestat 缓存统计

$ cachestat 1 3
   TOTAL   MISSES     HITS  DIRTIES   BUFFERS_MB  CACHED_MB
       2        0        2        1           17        279
       2        0        2        1           17        279
       2        0        2        1           17        279

你可以看到,cachestat 的输出其实是一个表格。每行代表一组数据,而每一列代表不同的缓存统计指标。这些指标从左到右依次表示:

TOTAL ,表示总的 I/O 次数;
MISSES ,表示缓存未命中的次数;
HITS ,表示缓存命中的次数;
DIRTIES, 表示新增到缓存中的脏页数;
BUFFERS_MB 表示 Buffers 的大小,以 MB 为单位;
CACHED_MB 表示 Cache 的大小,以 MB 为单位。

4. cachetop 缓存命中

$ cachetop
11:58:50 Buffers MB: 258 / Cached MB: 347 / Sort: HITS / Order: ascending
PID      UID      CMD              HITS     MISSES   DIRTIES  READ_HIT%  WRITE_HIT%
   13029 root     python                  1        0        0     100.0%       0.0%

它的输出跟 top 类似,默认按照缓存的命中次数(HITS)排序,展示了每个进程的缓存命中情况。具体到每一个指标,这里的 HITS、MISSES 和 DIRTIES ,跟 cachestat 里的含义一样,分别代表间隔时间内的缓存命中次数、未命中次数以及新增到缓存中的脏页数。而 READ_HIT 和 WRITE_HIT ,分别表示读和写的缓存命中率。

5. filtop 跟踪内核中文件的读写

filetop。它是 bcc 软件包的一部分,基于 Linux 内核的 eBPF(extended Berkeley Packet Filters)机制,主要跟踪内核中文件的读写情况,并输出线程 ID(TID)、读写大小、读写类型以及文件名称。 bcc 提供的所有工具,全部安装到了 /usr/share/bcc/tools 这个目录中。接下来我们就用这个工具,观察一下文件的读写情况。首先,在终端一中运行下面的命令:

# 切换到工具目录 
$ cd /usr/share/bcc/tools 

# -C 选项表示输出新内容时不清空屏幕 
$ ./filetop -C 

TID    COMM             READS  WRITES R_Kb    W_Kb    T FILE 
514    python           0      1      0       2832    R 669.txt 
514    python           0      1      0       2490    R 667.txt 
514    python           0      1      0       2685    R 671.txt 
514    python           0      1      0       2392    R 670.txt 
514    python           0      1      0       2050    R 672.txt 

...

TID    COMM             READS  WRITES R_Kb    W_Kb    T FILE 
514    python           2      0      5957    0       R 651.txt 
514    python           2      0      5371    0       R 112.txt 
514    python           2      0      4785    0       R 861.txt 
514    python           2      0      4736    0       R 213.txt 
514    python           2      0      4443    0       R 45.txt

你会看到,filetop 输出了 8 列内容,分别是线程 ID、线程命令行、读写次数、读写的大小(单位 KB)、文件类型以及读写的文件名称

这些内容里,你可能会看到很多动态链接库,不过这不是我们的重点,暂且忽略即可。我们的重点,是一个 python 应用,所以要特别关注 python 相关的内容。多观察一会儿,你就会发现,每隔一段时间,线程号为 514 的 python 应用就会先写入大量的 txt 文件,再大量地读。

线程号为 514 的线程,属于哪个进程呢?我们可以用 ps 命令查看。先在终端一中,按下 Ctrl+C ,停止 filetop ;然后,运行下面的 ps 命令。这个输出的第二列内容,就是我们想知道的进程号:

$ ps -efT | grep 514
root     12280  514 14626 33 14:47 pts/0    00:00:05 /usr/local/bin/python /app.py

6. opensnoop 跟踪内核中 open 系统调用

opensnoop 。它同属于 bcc 软件包,可以动态跟踪内核中的 open 系统调用。这样,我们就可以找出这些 txt 文件的路径。接下来,在终端一中,运行下面的 opensnoop 命令:

$ opensnoop 
12280  python              6   0 /tmp/9046db9e-fe25-11e8-b13f-0242ac110002/650.txt 
12280  python              6   0 /tmp/9046db9e-fe25-11e8-b13f-0242ac110002/651.txt 
12280  python              6   0 /tmp/9046db9e-fe25-11e8-b13f-0242ac110002/652.txt

这次,通过 opensnoop 的输出,你可以看到,这些 txt 路径位于 /tmp 目录下。你还能看到,它打开的文件数量,按照数字编号,从 0.txt 依次增大到 999.txt,这可远多于前面用 filetop 看到的数量。

参考:

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