Linux 中借助 perf 对 php 程序CPU 100% 定位问题函数

通过使用相关工具找出CPU使用率高的进程之后，我们需要知道这个进程中的哪个函数占用了过高的CPU，然后才能更高效、更有针对性的进行优化。

下面主要介绍一款相关的分析工具perf.

perf 以性能事件采样为基础，不仅可以分析系统的各种事件和内核性能，还可以用来分析指定应用程序的性能问题。

perf每隔一个固定的时间，就在CPU上（每个核上都有）产生一个中断，在中断上看看，当前是哪个pid，哪个函数，然后给对应的pid和函数加一个统计值，这样，我们就知道CPU有百分几的时间在某个pid，或者某个函数上了。

预先安装 sysstat、perf、ab 等工具

[root@www ~]# yum install httpd-tools perf sysstat -y
Package httpd-tools-2.4.6-93.el7.centos.x86_64 already installed and latest version
Package perf-3.10.0-1127.13.1.el7.x86_64 already installed and latest version
Package sysstat-10.1.5-19.el7.x86_64 already installed and latest version

我们主要使用perf一下命令:

# 实时显示占用CPU时间最多的函数或指令及调用关系
$ perf top -g

由于perf top不能保存数据，不能用于离线后者后续的分析，perf提供了另外两个命令：

perf record: 记录系统的性能信息，退出后，将数据保存在执行命令的当前文件夹的perf.data文件中
perf report: 展示perf record命令记录的数据

字段说明：

symbol: 符号名，也就是函数名，当函数名未知时，使用16进制地址表示
Children: 表示该符号名下调用函数性能事件在所有采样中的比例
我们主要关注上述的两个指标，找出占比最高的行，即可确定CPU占用最高的函数，然后就可以去应用程序源码中寻找，然后进行相关优化。

我们在Nginx服务器使用perf命令查找php-fpm进程中，占用CPU最多的函数

$ sudo perf top -g

怎么知道是php-fpm的哪个函数导致了 CPU使用率升高呢？我们来用perf分析 一下。在第一个终端运行下面的perf命令：

# -g开启调用关系分析，-p指定php-fpm的进程号21515

[root@localhost ~]# perf top -g -p 21515

按方向键切换到php-fpm,再按下回车键展开php-fpm的调用关系，你会发现，调用关系最 终到了 sqrt和emalloc看来，我们需要从这两个函数入手了。

根据输出结果，我们发现没有发现相关的函数名，只有16进制的地址。这是因为perf无法找到待分析进程所依赖的库，所有的依赖库都在docker容器中，为了方便起见，我们可以在容器外面保存下相关数据(perf.data),再拷贝到容器中查看结果。

# 记录分析数据, 15秒后，使用CTRL + C结束记录
$ sudo perf record -g

# 将perf.data拷贝到容器中
$ sudo docker cp ./perf.data phpfpm:/tmp/
# 进入docker容器中
$ sudo docker exec -it phpfmp bash
# 在容器中安装perf
$  cd /tmp/
$  apt-get update && apt-get install -y linux-perf linux-tools procps
# 查看perf.data数据
$ perf_4.9 report

可以发现是sqrt函数占用的CPU最多， 所以在源码中查找sqrt函数

$ cd linux-perf-examples/nginx-high-cpu/

$ grep sqrt -r app

发现sqrt函数在index.php文件中，然后进入index.php文件， 发现测试代码没有删除就直接发布了，这可能就是引起问题的原因，删除多余的代码。

$ vim index.php

<?php
// test only.
$x = 0.0001;
for ($i = 0; $i <= 1000000; $i++) {
  $x += sqrt($x);
}
echo "It works!"
?>