go耗时排查：pprof、perf、bpftrace、strace

卡白
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1. 使用 pprof 工具分析运行中的 Go 应用

pprof 工具可以通过 HTTP 接口连接到运行中的 Go 应用，进行实时性能分析。这种方法需要应用已经启用了 net/http/pprof。如果应用已经启用了 net/http/pprof，可以直接使用 go tool pprof 进行分析。

检查应用是否启用了 pprof

首先，确认应用是否已经启用了 pprof。你可以尝试访问以下 URL 来检查：

http://localhost:6060/debug/pprof/

如果能够访问并看到 pprof 的调试页面，说明应用启用了 pprof。

获取性能分析数据

使用 go tool pprof 从运行中的应用获取性能数据：

  1. 获取 CPU Profile

    例如，获取 30 秒的 CPU 分析数据：

    go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/profile?seconds=30

  2. 获取 Heap Profile

    获取内存堆分析数据：

    go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/heap

  3. 获取 Goroutine Profile

    获取当前所有 goroutine 的堆栈跟踪：

    go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/goroutine

  4. 获取 Block Profile

    获取阻塞操作的分析数据：

    go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/block

  5. 获取 Mutex Profile

    获取互斥锁的分析数据：

    go tool pprof http://localhost:6060/debug/pprof/mutex

2. 使用 perf 工具进行系统级分析

如果你的 Go 应用未启用 pprof，可以使用 perf 工具进行系统级分析。perf 是 Linux 平台上强大的性能分析工具，适用于对应用进行采样和分析。

  1. 确保 perf 工具已安装：

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

  2. 运行你的 Go 应用，例如：

    ./myapp

  3. 使用 perf 工具对正在运行的应用进行采样：

    perf record -F 99 -p $(pgrep myapp) -g -- sleep 30

  4. 分析生成的性能数据：

    perf report

3. 使用 bpftrace 进行 eBPF 分析

eBPF 是一种强大的内核技术，能够在不修改代码的情况下进行性能分析。

  1. 安装 bpftrace：

    sudo apt-get install bpftrace

  2. 编写一个简单的 bpftrace 脚本，例如 trace_go.bpf：

    tracepoint:sched:sched_process_exec /comm == "myapp"/ {
    printf("Process %s executed\n", comm);
}

tracepoint:syscalls:sys_enter_read /comm == "myapp"/ {
    @start[tid] = nsecs;
}

tracepoint:syscalls:sys_exit_read /comm == "myapp" && @start[tid] / {
    $delta = nsecs - @start[tid];
    printf("Read syscall took %d ns\n", $delta);
    delete(@start[tid]);
}

  3. 运行 bpftrace 脚本：

    sudo bpftrace trace_go.bpf

4. 使用 strace 进行系统调用跟踪

strace 是一个诊断、调试和教学工具，可以监控应用程序与操作系统内核之间的交互，包括系统调用和信号。

  1. 使用 strace 跟踪应用：

    strace -p $(pgrep myapp) -c

    这将统计每种系统调用的次数和时间，并生成报告。

  2. 使用 strace 跟踪并输出详细日志：

    strace -p $(pgrep myapp) -o strace_output.txt

    这将把详细的系统调用日志输出到 strace_output.txt 文件中。

通过上述方法，可以在不修改代码的情况下，对运行中的 Go 应用进行耗时分析和性能排查。这些工具和技术可以帮助你快速定位和解决性能瓶颈。

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