六、性能测试专题

0.项目仓库

• https://github.com/gongluck/CVIP.git

1.性能分析工具

1.1 Valgrind

• Valgrind是一套Linux下，开放源代码（GPL V2）的仿真调试工具的集合。Valgrind由内核（core）以及基于内核的其他调试工具组成。内核类似于一个框架（framework）， 它模拟了一个CPU环境，并提供服务给其他工具；而其他工具则类似于插件(plug-in)，利用内核提供的服务完成各种特定的内存调试任务。

  

• 编译安装

  wget https://sourceware.org/pub/valgrind/valgrind-3.16.1.tar.bz2
  tar -jxvf valgrind-3.16.1.tar.bz2
  cd valgrind-3.16.1
  ./configure
  make -j 8
  sudo make install
  

• 使用valgrind

  • 为了使valgrind发现的错误更精确，如能够定位到源代码行，建议在编译时加上**-g**参数，编译优化选项请选择**-O0**，虽然这会降低程序的执行效率。

    gcc -g -O0 test.c
    

  • 使用命令

    valgrind [valgrind-options] your-prog [your-progoptions]
    valgrind --log-file=./valgrind_report.log --leak-check=full --show-leak-kinds=all --showreachable=no --track-origins=yes your-prog [your-progoptions]
    

1.2 GDB

• 一般要调试某个程序，为了能清晰地看到调试的每一行代码、调用的堆栈信息、变量名和函数名等信息，需要调试程序含有调试符号信息。使用gcc编译程序时，如果加上**-g**选项即可在编译后的程序中保留调试符号信息。

• 除了不加**-g**选项，也可以使用Linux的**strip**命令移除掉某个程序中的调试信息。

  strip a.out
  

• gdb直接调试目标程序

  gdb a.out
  

• gdb附加进程

  sudo gdb attach pid
  

• gdb调试core文件

  gdb filename corename
  

  • Linux系统默认是不开启程序崩溃产生core文件这一机制的，我们可以使用ulimit -a命令来查看系统是否开启了这一机制。开启使用命令：

    # 将ulimit -c unlimited放入/etc/profile中，然后执行source /etc/profile即可立即生效。
    ulimit -c unlimited
    

  • 系统默认corefile是生成在程序的执行目录下或者程序启动调用了chdir之后的目录，我们可以通过设置生成corefile的格式来控制它，让其生成在固定的目录下，并让每次启动后自动生效。

    # 打开/etc/sysctl.conf
    sudo vi /etc/sysctl.conf
    # 末尾添加
    kernel.core_pattern=/home/gongluck/core_dump/core-%e-%p-%t
    # 创建目录
    mkdir /home/gongluck/core_dump
    # 执行生效
    sudo sysctl -p /etc/sysctl.conf
    

• gdb命令

  命令	说明
  run	运行一个程序
  continue	让暂停的程序继续运行
  next	运行到下一行
  step	如果有调用函数，进入调用的函数内部，相当于step into
  until	运行到指定行停下来
  finish	结束当前调用函数，到上一层函数调用处
  return	结束当前调用函数并返回指定值，到上一层函数调用处
  jump	将当前程序执行流跳转到指定行或地址
  print	打印变量或寄存器值当使用print命令打印一个字符串或者字符数组时，如果该字符串太长，print命令默认显示不全的，可以通过在GDB中输入set print element 0命令设置一下，这样再次使用 print命令就能完整地显示该变量的所有字符串了。可以使用**p strerror(errno)**将错误码对应的文字信息打印出来print命令同时也可以修改变量的值，p ennro = 0
  backtrace	查看当前线程的调用堆栈
  frame	切换到当前调用线程的指定堆栈，具体堆栈通过堆栈序号指定
  thread	切换到指定线程GDB提供了一个在调试时将程序执行流锁定在当前调试线程的命令set scheduler-locking on。当然也可以关闭这一选项，使用set scheduler-locking off
  break	添加断点条件断点的命令是break [lineNo] if [condition]
  tbreak	添加临时断点
  delete	删除断点
  enable	启用某个断点
  disable	禁用某个断点
  watch	监视某一个变量或内存地址的值是否发生变化
  list	显示源码
  info	查看断点/线程等信息。info functions这个命令会显示程序中所有函数的名词，参数格式，返回值类型以及函数处于哪个代码文件中info threads查看线程信息info args查看当前函数的参数值
  ptype	查看变量类型
  disassemble	查看汇编代码
  set args	设置程序启动命令行参数
  show args	查看设置的命令行参数

  • GDB调试器提供了一个选项叫follow-fork，可以使用show follow-fork mode查看当前值，也可以通过set follow-fork mode来设置是当一个进程fork出新的子进程时，GDB是继续调试父进程还是子进程（取值是child），默认是父进程（ 取值是parent）。

• 开启GDB TUI模式

  • 使用gdbtui命令或者gdb-tui命令开启一个调试。

    gdbtui -q 需要调试的程序名
    

  • 直接使用GDB调试代码，在需要的时候使用切换键Ctrl + x，然后按a，进入常规GDB和GDB TUI的来回切换。

2.Linux系统命令

2.1 基础命令和工具

• grep搜索字符

  参数	作用
  -c	仅显示找到的行数
  -i	忽略大小写
  -n	显示行号
  -v	反向选择，仅列出没有关键词的行
  -r	递归搜索文件目录
  -C n	打印匹配行的前后n行

• find查找文件

  find [指定查找目录] [查找规则] [查找完后执行的action]
  

  参数	作用
  -name FILE_NAME	搜索文件名
  -iname FILE_NAME	忽略文件名称大小写
  -maxdepth n	最多查找n层
  -mindepth n	最少查找n层
  -size nK	查找文件大小近似nk的文件
  -size +nK	查找文件大小大于nk的文件
  -size -nK	查找文件大小小于nk的文件
  -type d/f	查找目录/文件
  -cmin n/+n/-n	查找n分钟左右/以上/以下修改的
  -ctime n/+n/-n	查找n天左右/以上/以下修改的

• ls显示文件

  参数	作用
  -t	可以查看最新修改的时间
  -l	每行显示一个条目
  -h	可以结合显示文件的GB、MB等
  -R	递归显示
  -n	显示组id和gid

• wc计算字数

  wc [-clw][--help][--version][文件...]
  

  参数	作用
  -c或–bytes或–chars	只显示Bytes数
  -l或–lines	只显示行数
  -w或–words	只显示字数
  –help	在线帮助
  –version	显示版本信息

• uptime机器启动时间+负载

• ulimit用户资源

  ulimit -a
  

• curl请求http

  参数	说明
  -i url	打印请求响应头信息
  -I url	仅返回http头
  -v url	打印更多的调试信息
  -d ‘k=v’ url	使用post方法提交http请求
  curl -sw ‘%{http_code}’ url	打印http响应码

• scp远程拷贝

  //下载192.168.1.1的文件
  scp gongluck@192.168.1.1:/home/192.168.1.1/test.txt . 
    
  //上传文件到192.168.1.1
  scp test.txt gongluck@192.168.1.1:/home/gongluck/
    
  //下载test整个目录到本地
  scp -r gongluck@192.168.1.1:/home/gongluck/test . 
    
  //上传本地test整个目录到192.168.1.1
  scp -r test gongluck@192.168.1.1:/home/gongluck/ 
  

• dos2unix和unix2dos转换换行符

  dos2unix filename
  unix2dos filename
  

• sed字符替换

  sed 's/原字符串/新字符串/' 文件
  sed 's/原字符串/新字符串/g' 文件
  

2.2 查看活动进程的命令

• ps进程信息

  ps -elf
  ps -ef
  

• top进程cpu内存信息

  top
  top -Hp pid
  

• pidstat进程资源

  参数	作用
  -u	查看cpu相关的性能指标
  -w	查看上下文切换情况
  -t	查看线程相关的信息，默认是进程的；常与**-w**结合使用（cpu的上下文切换包括进程的切换、线程的切换、中断的切换）
  -d	展示磁盘I/O统计数据
  -p	指明进程号

2.3 内存命令

• free内存使用情况

  free
  

2.4 CPU使用情况监控命令

• vmstat
• mpstat

2.5 监控磁盘I/O的命令

• iostatIO 状态

  iostat -x
  iostat -d -k n
  iostat -dkx m n
  

• swapon查看分区使用情况

  swapon -s
  

• df硬盘使用情况

  df -h
  

• du目录文件大小

  参数	作用
  -h	以人类可读的方式显示，显示M或K
  -a	显示目录占用的磁盘空间大小，还要显示其下目录和文件占用磁盘空间的大小
  -s	显示目录占用的磁盘空间大小，不显示其下子目录和文件占用的磁盘空间大小
  -c	显示几个目录或文件占用的磁盘空间大小，还要统计它们的总和
  –max-depth=n	查看当前目录下n级子文件和子目录占用的磁盘容量

2.6 查看网络信息和网络监控的命令

• ifconfig查看和设置网络设备

  # 启动关闭指定网卡
  ifconfig eth0 up
  ifconfig eth0 down
    
  # 给eth0网卡配置IP地址
  ifconfig eth0 192.168.1.2
  #给eth0网卡配置IP地址，并加上子掩码
  ifconfig eth0 192.168.1.2 netmask 255.255.255.0
  #给eth0网卡配置IP地址，加上子掩码，加上个广播地址
  ifconfig eth0 192.168.1.56 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255
  

• ping

  ping [-dfnqrRv][-c<完成次数>][-i<间隔秒数>][-I<网络界面>][-l<前置载入>][-p<范本样
  式>][-s<数据包大小>][-t<存活数值>][主机名称或IP地址]
  

• telnet

  telnet IP PORT
  

• nc

  参数	作用
  -l	用于指定nc将处于侦听模式。指定该参数，则意味着nc被当作 server，侦听并接受连接，而非向其它地址发起连接。
  -p	暂未用到（老版本的nc可能需要在端口号前加-p参数）
  -s	指定发送数据的源IP地址，适用于多网卡机
  -u	指定nc使用UDP协议，默认为TCP
  -v	输出交互或出错信息，新手调试时尤为有用
  -w	超时秒数，后面跟数字

• mtr连通性测试

  mtr url
    
  #模拟丢包
  sudo tc qdisc add dev eth0 root netem loss 10%
  

• nslookup域名解析

  nslookup url
  

• traceroute路由

  traceroute url
  

• sar监控工具

  参数	作用
  -A	所有报告的总和
  -u	CPU利用率
  -v	进程、I节点、文件和锁表状态
  -d	硬盘的使用报告
  -r	没有使用的内存页面和硬盘快
  -g	串口I/O的情况
  -b	缓冲区的使用情况
  -a	文件的读写情况
  -c	系统的调用情况
  -R	进程的活动情况
  -y	终端设备的活动情况
  -w	系统的交换活动

• netstat查看网络信息

  netstat -nap
  

• iptraf网络监控

  • iptraf是一个实时监控网络流量的交互式的彩色文本屏幕界面。它监控的数据比较全面，可以输出TCP连接、网络接口、协议、端口、网络包大小等信息，但是耗费的系 统资源比较多，且需要管理员权限。

• tcpdump网络分析

  参数	作用
  -D	列举所有网卡设备
  -i	选择网卡设备
  -c	抓取多少条报文
  –time-stamp-precision	指定捕获时的时间精度，默认微妙micro，可选纳秒nano
  -s	指定每条报文的最大字节数，默认262144字节

• lsof列出打开文件

  # 显示端口被某个程序占用
  lsof -i:port
  # 看进程打开了哪些文件
  lsof -p pid
  # 显示abc进程现在打开的文件
  lsof -c abc
  # 显示打开文件abc.txt的进程
  lsof abc.txt
  

2.7 Linux系统的高级工具

• pstack查看进程调用栈

  pstack pid
  

• strace跟踪系统调用

  strace -p pid
  

• proc文件系统

  # 显示CPU信息
  cat /proc/cpuinfo
  # 显示内存信息
  cat /proc/meminfo
  # 显示详细的内存映射信息
  cat /proc/zoneinfo
  # 显示磁盘映射信息
  cat /proc/mounts
  # 查看系统平均负载命令
  cat /proc/loadavg
  

Last modified on 2020-12-28