1. perf 作用

Perf 是Linux kernel自带的系统性能优化工具。 Perf的优势在于与Linux Kernel的紧密结合，它可以最先应用到加入Kernel的new feature。pef可以用于查看热点函数，查看cashe miss的比率，从而帮助开发者来优化程序性能,也可以分析程序运行期间发生的硬件事件，比如 instructions retired ，processor clock cycles 等；您也可以分析
软件事件，比如 Page Fault 和进程切换，这使得 Perf 拥有了众多的性能分析能力，

通过它，应用程序可以利用 PMU，tracepoint 和内核中的特殊计数器来进行性能统计。它不但可以分析指定应用程序的性能问题 (per thread)，也可以用来分析内核的性能问题，当然也可以同时分析应用代码和内核，从而全面理解应用程序中的性能瓶颈。

举例来说，使用 Perf 可以计算每个时钟周期内的指令数，称为 IPC，IPC 偏低表明代码没有很好地利用 CPU。Perf 还可以对程序进行函数级别的采样，从而了解程序的性能瓶颈究竟在哪里等等。Perf 还可以替代 strace，可以添加动态内核 probe 点，还可以做 benchmark 衡量调度器的好坏。。。

它和Oprofile性能调优工具等的基本原理都是对被监测对象进行采样，最简单的情形是根据 tick 中断进行采样，即在 tick 中断内触发采样点，在采样点里判断程序当时的上下文。假如一个程序 90% 的时间都花费在函数 foo() 上，那么 90% 的采样点都应该落在函数 foo() 的上下文中。运气不可捉摸，那么只要采样频率足够高，采样时间足够长，那么以上推论就比较可靠。因此，通过 tick 触发采样，我们便可以了解程序中哪些地方最耗时间，从而重点分析。

上面介绍了perf的原理，“根据 tick 中断进行采样，即在 tick 中断内触发采样点，在采样点里判断程序当时的上下文”，我们可以改变采样的触发条件使得我们可以获得不同的统计数据，例如以时间点 ( 如 tick) 作为事件触发采样便可以获知程序运行时间的分布；以 cache miss 事件触发采样便可以知道 cache miss 的分布，即 cache 失效经常发生在哪些程序代码中。如此等等。

2. perf 安装

sudo apt-get install linux-tools-common
sudo apt-get install linux-tools-"$(uname -r)"
sudo apt-get install linux-cloud-tools-"$(uname -r)"
sudo apt-get install linux-tools-generic
sudo apt-get install linux-cloud-tools-generic

若安装出现类似 “Unable to locate package linux-cloud-tools-4.4.50-040450-generic” 现象，

则解决方法：

1). 更换软件源, 然后 sudo apt-get update, 以及 sudo apt-get upgrade，然后再次安装

2). 源码安装

sudo apt-get install linux-source
cd /usr/src/linux-source-4.4.0/tools/perf
make
make install
sudo cp ./perf /usr/bin/perf

测试是否安装成功：perf --version, 例如

johnpc@john:~$ perf --version
perf version 5.15.99

3. perf 使用示例

3.1 耗时统计，画出火焰图

1. 下载绘制火焰图的开源pl代码

地址：GitHub - brendangregg/FlameGraph: Stack trace visualizer

主要使用其中的两个脚本：stackcollapse-perf.pl 和 flamegraph.pl

2. 执行以下命令

top #查看你要监控的进程的PID, 此处比如wps的PID为 171622

sudo perf record -F 99 -a -g -p 171622 #在当前目录下生成 perf.data 记录文件
sudo perf script -f > wps.perf         # 将 perf.data文件转换成 xxx.perf 文件

sudo /path-to/stackcollapse-perf.pl wps.perf > wps.folded #从 xxx.perf文件生成 xxx.folded文件
sudo /path-to/flamegraph.pl wps.perf > wps.svg            #从 xxx.folded 文件生成 xxx.svg 制图文件

perf record 各参数的含义：

-F 99：每秒采样99
-a：记录系统范围内所有cpu的集合
-g：记录调用栈
-p：指定进程id
--sleep n：n秒后停止

-f ：File perf.data not owned by current user or root (use -f to override)