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OceanBase中，如何解读 obdiag 收集的火焰图【DBA早下班系列】

article 2024/11/7 15:54:09

1. 前言

在之前的文章遇到性能问题，如何给OceanBase“拍CT“（火焰图与扁鹊图）中，分享了obdiag 快速收集火焰图的方法，那么，紧接着的问题便是：收集到火焰图和扁鹊图之后，该如何解读它们呢？今天，我们就来聊聊这个话题。

2. obdiag 一键收集火焰图和扁鹊图原理

实际上，obdiag收集信息的功能是依赖于远端ob节点上安装的perf工具来实现的，因此，确保在所有的ob节点上都安装了perf工具是至关重要的。这相当于obdiag替你在各个节点上自动执行了以下命令：

# 注意：-p 后面是进程ID，改成你要 perf 的进程

## 生成调用图(扁鹊图)
sudo perf record -e cycles -c 100000000 -p 87741 -g -- sleep 20
sudo perf script -F ip,sym -f > sample.viz

第一条命令: `sudo perf record -e cycles -c 100000000 -p 87741 -g -- sleep 20`

sudo perf record: 开始记录性能数据。
-e cycles: 记录 CPU 周期 (cycles) 作为性能事件。
-c 100000000: 设置最大事件计数为 1 亿次。一旦记录到这么多事件就会停止。
-p 87741: 仅针对进程 ID 为 87741 的进程进行记录。
-g: 启用符号化的堆栈跟踪，这样在报告中会包含函数调用的源代码位置信息。
--: 标志后的内容被视为普通命令而非选项。
sleep 20: 运行 sleep 命令，使进程暂停 20 秒。在这 20 秒内记录性能数据。

总结来说，这条命令将会记录进程 ID 为 87741 的程序在其运行的 20 秒内产生的前 1 亿个 CPU 周期事件，并且包括函数调用的源码位置信息。这些数据会被保存到文件中（默认情况下通常是 perf.data 文件）

第二条命令: `sudo perf script -F ip,sym -f > sample.viz`

sudo perf script: 从之前记录的数据文件（默认为 perf.data）中提取原始事件记录。
-F ip,sym: 设置输出格式，其中：
-f: 输出格式为文本流，这是默认格式。
> sample.viz: 将输出重定向到 sample.viz 文件中。

## 生成火焰图
sudo perf record -F 99 -p 87741 -g -- sleep 20
sudo perf script > flame.viz

要解读火焰图得让我们从 perf 命令（performance 的缩写）讲起，它是 Linux 系统原生提供的性能分析工具，会返回 CPU 正在执行的函数名以及调用栈（stack）。通常，它的执行频率是 99Hz（每秒99次），如果99次都返回同一个函数名，那就说明 CPU 这一秒钟都在执行同一个函数，可能存在性能问题。

第一条命令: `sudo perf record -F 99 -p 87741 -g -- sleep 20`

sudo perf record: 使用 perf 工具开始记录性能数据。
-F 99: 设置采样频率为每秒 99 次。这意味着 perf 会在每秒内对选定的性能事件进行 99 次采样。
-p 87741: 只针对进程 ID 为 87741 的进程进行记录。
-g: 启用符号化的堆栈跟踪，这样在报告中会包含函数调用的源代码位置信息。
--: 标志后面的内容被视为普通命令而非选项。
sleep 20: 运行 sleep 命令，使进程暂停 20 秒。在这 20 秒内记录性能数据。

第二条命令: `sudo perf script > flame.viz`

sudo perf script: 从之前记录的数据文件（默认为 perf.data）中提取原始事件记录。
> flame.viz: 将输出重定向到 flame.viz 文件中。

这条命令的作用是从之前的 perf.data 文件中提取原始事件记录，并将其输出到 flame.viz 文件中。通常，这个文件会被用于进一步处理，比如生成火焰图（Flame Graph）来可视化性能数据。

3. obdiag 火焰图解读

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说明：

y 轴表示调用栈，每一层都是一个函数。调用栈越深，火焰就越高，顶部就是正在执行的函数，下方都是它的父函数。
x 轴表示抽样数，如果一个函数在 x 轴占据的宽度越宽，就表示它被抽到的次数多，即执行的时间长。注意，x 轴不代表时间，而是所有的调用栈合并后，按字母顺序排列的。
火焰图就是看顶层的哪个函数占据的宽度最大。只要有”平顶”（plateaus），就表示该函数可能存在性能问题。
颜色没有特殊含义，因为火焰图表示的是 CPU 的繁忙程度，所以一般选择暖色调
火焰图是 SVG 图片，可以与用户互动。

（1）鼠标悬浮

火焰的每一层都会标注函数名，鼠标悬浮时会显示完整的函数名、抽样抽中的次数、占据总抽样次数的百分比。

（2）点击放大

在某一层点击，火焰图会水平放大，该层会占据所有宽度，显示详细信息。