perfetto一些重要概念

perfetto 架构：基于服务的模型

• traced 服务者
• perfetto 消费者
• traced_probes 生产者：ftrace交互 和 proc、sys 目录下的接口轮询

• 服务端(tracing service) 一个守护进程 (Android上是 traced 进程)

  • 维护一个数据生产者的注册表，和他们的数据源
  • trace buffer 的所有者
  • 处理不同的trace 会话
  • 把消费者的配置文件转发到相应的数据生产者
  • 告诉数据生产和什么时候开始抓数据，抓什么样的数据
  • 把 生产者共享内存中的数据转移到数据中心

• 生产者 (traced_probes)

  • 生产者是不可信的实体。生产者通常相当于 服务端 的客户端。
    • 有一个共享内存，仅和 tracing service 共享内存
    • 有一个同 tracing service 交互的IPC通道
  • 生产者和消费者完全解耦
    • 生产者不知道有多少消费者和 服务端 相连
    • 不知道有多少激活的 trace会话
    • 不知道有多少其他的生产者
    • 不知道其他生产者生产的数据

• 消费者 (Android/linux上的命令行客户端：/system/bin/perfetto)

  • 消费者是可靠实体。控制 tracing service，运行结束时读取trace数据
    • 发送 trace 配置文件到 服务端
    • 确定创建多少 trace buffer
    • 确定多大的 trace buffer
    • 每个 trace buffer 的策略，比如 环形buffer，满时停止
    • 使能哪些数据源
    • 每个数据源的配置
    • 每个数据源应该使用哪个buffer
    • 开始和结束trace
    • 从 buffer中心 读回buffer
      • 流式数据通过IPC通道
      • 传递一个fd给服务端，并指导其周期性保存到此文件

perfetto 数据源

• Linux's ftrace 记录内核事件
• atrace 记录Android系统层事件
• 对 /proc 和 /sys 等内核接口轮询，获取进程状态，内存状态，硬件状态等(比如CPU\GPU\cdsp频率)
• 其他 heapprofd 收集服务和应用的本地内存使用情况信息

Trace配置各个字段的含义

外部配置决定 tracing 服务端(traced) 自身的行为

duration_ms: 抓trace的时长

data_sources段：

• 读取 data_sources 章节，服务端会把章节内对应的配置信息一字不差的转发给数据生产者
  • data_sources--->config--->XXXXX_config
  • tracing 服务端(traced) 会完全忽略掉这些内容，并全部转发给”注册了这些名字的 数据源“
  • 比如：ftrace_config、android_power_config、sys_stats_config、process_stats_config
• config 下的各个字段的含义需要查询 perfetto.dev/docs/refere…

buffers 段

• 按照配置文件中的出现的顺序编号，从 0 开始
• 编号 和 data_sources 中的 target_buffer 对应
  • 没有target_buffer ，和 buffers 0 对应
• fill_policy
  • RING_BUFFER (default): 环形buffer
  • DISCARD: 当当缓存区填满时，会停止继续接收。未来如果再尝试写入数据，会先把之前的数据丢掉。

默认情况下，全部trace都在内存中，只有在trace结束时写入到目标文件，对于大trace情况：

• write_into_file (bool) 定期把缓存中的数据全部排出到目标文件
  • 生产trace的速率大概为 1-4 MB/s
• file_write_period_ms (uint32) 覆写默认时间，默认时间为5秒。
  • 更短的周期会导致更高的性能消耗
  • 少于100ms，为100ms
• max_file_size_bytes (uint64)
  • 如果总计抓到这么些trace就停下

trigger_config段

触发器：Perfetto 通过触发器 triggers 配置trace的启动以及结束。

使用trigger_perfetto 触发： /system/bin/trigger_perfetto "trigger_name"

trigger_mode： START_TRACING 或者 STOP_TRACING

• Start 触发器

  • 带有 Start触发器 的配置时，接收到对应的 触发器名字才开始记录数据。
  • 这期间如果没有接收到触发器事件，则在 trigger_timeout_ms事件后，以不记录任何数据的形式退出
  • 不能和 trace_duration_ms 同时存在
  • stop_delay_ms：启动记录后，stop_delay_ms事件后再暂停

• Stop 触发器

  • 可以配置 trigger_timeout_ms。在 trigger_timeout_ms时间后停止
  • stop_delay_ms：接收到对应的stop触发器， 延迟stop_delay_ms时间后停止

配置文件格式

• 纯文本 (ProtoBuf TeXtual representation) 简称PBTX
  • 需要加 --txt
• 二进制
  • 不加 --txt

附:文档资料

• 如果仅仅是为了学习使用方法
  • 不必到处查资料了，网络上大多人云亦云，说的都不全面
  • 看看这篇文章就差不多了 juejin.cn/post/720662…
• 如果为了深入学习
  • 也不要去网上查总结性资料了，大多也没啥营养
  • 直接去看官网的100多篇英文文档资料，不仅仅是 Quickstart 那些东西。

官网文档 和 源码树 下的文档：

• external/perfetto/docs 和 perfetto.dev/docs/ 文档类似，但是会因为版本差异很多地方差别还是比较大
  • perfetto.dev/docs/ 的东西是最新的，自身源码树下的文档是跟随Android系统走的。有些数据源因为版本原因无法使用。
• external/perfetto其他目录下，还会有些零零散散的文档。perfetto.dev/docs/ 的文档并不全面，没有涉及这部分内容。

perfetto.dev/docs 文档中一些比较重要的文档：

• 概览-----概述性的东西，网上大多数文章翻译了下这点内容。
• 快速入门
  • 在Android上抓trace--------很重要
  • 在Linux上抓trace
  • 抓chrome的trace
  • trace文件格式转换
  • 堆分析---------------很重要
  • Android调用采样
• 使用案例介绍
  • Android 启动 trace---------------很重要
  • 内存使用调式-----------------------很重要
• 数据源-----------介绍了以下内容怎么去抓，trace解析后UI界面怎么显示的，SQL怎么查询--------很重要
  • 内存
  • cpu
  • 电源
  • Android系统
• trace分析----大部分是数据库查询分析的内容
  • trace-processor(SQL)
    • Trace Processor 嵌入到了各个模块中，很重要的东西
    • 讲述的一些概念重要内容
• trace可视化
  • perfetto-ui 界面介绍----重要
• 核心概念-----------很重要
  • trace配置-----------很重要
    • 讲述配置文件的一些概念
    • TraceConfig 和 Buffers 之间的映射关系
    • 传输配置的两种格式
      • PBTX (ProtoBuf TeXtual representation)
      • binary format
  • buffer 和 数据流-----------很重要
    • 从数据上理解perfetto怎么工作的讲述重要
• 参考--------------------非常重要内容
  • Trace Config proto -----------------很重要
    • protos/perfetto/config/trace_config.proto 各种配置属性解释
    • 需要抓什么杨的trace，参考这里的内容
  • Trace Packet proto
    • protos/perfetto/trace/trace_packet.proto 数据包各种数据的解释
    • trace文件数据定义
  • perfetto cmdline--------------------很重要
    • /system/bin/perfetto 命令详解
    • 解释了 两种抓取模式：轻量模式 和 通用模式
  • heap_profile cmdline------------------tools/heap_profile 命令使用详解
• 贡献
  • getting started---------讲述了怎么给 perfetto 提代码
  • Build-Instructions--------讲解 独立编译，源码树下编译，浏览器UI编译-------重要
  • Common tasks-------重要
    • 怎么添加 ftrace 打点
    • 怎么添加 metric
    • 怎么添加 trace processor 的数据库表
• 设计文档
  • API and ABI surfaces--------重要
    • ABI稳定性，以及 各个模块之间怎么通过 socket 传出信息的
  • Heapprofd design -----------------对于分析内存重要
  • Heapprofd wire protocol--------内存分析相关
  • Heapprofd sampling--------------内存分析相关
  • Life of a tracing session---------讲解开始抓trace后，整个系统的运行流程---------重要