Golang大殺器之跟蹤剖析trace

在 Go 中有許許多多的分析工具，在之前我有寫過一篇《Golang 大殺器之性能剖析 PProf》來介紹 PProf，如果有小夥伴感興趣可以去我博客看看。

但單單使用 PProf 有時候不一定足夠完整，因為在真實的程序中還包含許多的隱藏動作，例如 Goroutine 在執行時會做哪些操作？執行/阻塞了多長時間？在什麼時候阻止？在哪裡被阻止的？誰又鎖/解鎖了它們？GC 是怎麼影響到 Goroutine 的執行的？這些東西用 PProf 是很難分析出來的，但如果你又想知道上述的答案的話，你可以用本文的主角 go tool trace 來打開新世界的大門。目錄如下：

初步瞭解

import (
"os"
"runtime/trace"
)
func main() {
trace.Start(os.Stderr)
defer trace.Stop()
ch := make(chan string)
go func() {
ch <- "EDDYCJY"
}()
<-ch
}

生成跟蹤文件：

$ go run main.go 2> trace.out

啟動可視化界面：

$ go tool trace trace.out
2019/06/22 16:14:52 Parsing trace...
2019/06/22 16:14:52 Splitting trace...
2019/06/22 16:14:52 Opening browser. Trace viewer is listening on http://127.0.0

View trace：查看跟蹤
Goroutine analysis：Goroutine 分析
Network blocking profile：網絡阻塞概況
Synchronization blocking profile：同步阻塞概況
Syscall blocking profile：系統調用阻塞概況
Scheduler latency profile：調度延遲概況
User defined tasks：用戶自定義任務
User defined regions：用戶自定義區域
Minimum mutator utilization：最低 Mutator 利用率

Scheduler latency profile

在剛開始查看問題時，除非是很明顯的現象，否則不應該一開始就陷入細節，因此我們一般先查看 “Scheduler latency profile”，我們能通過 Graph 看到整體的調用開銷情況，如下：

Golang大殺器之跟蹤剖析trace

演示程序比較簡單，因此這裡就兩塊，一個是 trace 本身，另外一個是 channel 的收發。

Goroutine analysis

第二步看 “Goroutine analysis”，我們能通過這個功能看到整個運行過程中，每個函數塊有多少個有 Goroutine 在跑，並且觀察每個的 Goroutine 的運行開銷都花費在哪個階段。如下：

Golang大殺器之跟蹤剖析trace

通過上圖我們可以看到共有 3 個 goroutine，分別是 runtime.main、runtime/trace.Start.func1、main.main.func1，那麼它都做了些什麼事呢，接下來我們可以通過點擊具體細項去觀察。如下：

Golang大殺器之跟蹤剖析trace

同時也可以看到當前 Goroutine 在整個調用耗時中的佔比，以及 GC 清掃和 GC 暫停等待的一些開銷。如果你覺得還不夠，可以把圖表下載下來分析，相當於把整個 Goroutine 運行時掰開來看了，這塊能夠很好的幫助我們對 Goroutine 運行階段做一個的剖析，可以得知到底慢哪，然後再決定下一步的排查方向。如下：

名稱	含義	耗時
Execution Time	執行時間	3140ns
Network Wait Time	網絡等待時間	0ns
Sync Block Time	同步阻塞時間	0ns
Blocking Syscall Time	調用阻塞時間	0ns
Scheduler Wait Time	調度等待時間	14ns
GC Sweeping	GC 清掃	0ns
GC Pause	GC 暫停	0ns

View trace

在對當前程序的 Goroutine 運行分佈有了初步瞭解後，我們再通過 “查看跟蹤” 看看之間的關聯性，如下：

Golang大殺器之跟蹤剖析trace

這個跟蹤圖粗略一看，相信有的小夥伴會比較懵逼，我們可以依據註解一塊塊查看，如下：

時間線：顯示執行的時間單元，根據時間維度的不同可以調整區間，具體可執行 shift + ? 查看幫助手冊。
堆：顯示執行期間的內存分配和釋放情況。
協程：顯示在執行期間的每個 Goroutine 運行階段有多少個協程在運行，其包含 GC 等待（GCWaiting）、可運行（Runnable）、運行中（Running）這三種狀態。
OS 線程：顯示在執行期間有多少個線程在運行，其包含正在調用 Syscall（InSyscall）、運行中（Running）這兩種狀態。
虛擬處理器：每個虛擬處理器顯示一行，虛擬處理器的數量一般默認為系統內核數。
協程和事件：顯示在每個虛擬處理器上有什麼 Goroutine 正在運行，而連線行為代表事件關聯。

Golang大殺器之跟蹤剖析trace

點擊具體的 Goroutine 行為後可以看到其相關聯的詳細信息，這塊很簡單，大家實際操作一下就懂了。文字解釋如下：

Start：開始時間
Wall Duration：持續時間
Self Time：執行時間
Start Stack Trace：開始時的堆棧信息
End Stack Trace：結束時的堆棧信息
Incoming flow：輸入流
Outgoing flow：輸出流
Preceding events：之前的事件
Following events：之後的事件
All connected：所有連接的事件

View Events

我們可以通過點擊 View Options-Flow events、Following events 等方式，查看我們應用運行中的事件流情況。如下：

Golang大殺器之跟蹤剖析trace

通過分析圖上的事件流，我們可得知這程序從 G1 runtime.main 開始運行，在運行時創建了 2 個 Goroutine，先是創建 G18 runtime/trace.Start.func1，然後再是 G19 main.main.func1 。而同時我們可以通過其 Goroutine Name 去了解它的調用類型，如：runtime/trace.Start.func1 就是程序中在 main.main 調用了 runtime/trace.Start 方法，然後該方法又利用協程創建了一個閉包 func1 去進行調用。

Golang大殺器之跟蹤剖析trace