使得开发者能够动态地加载、更新和运行用户定义的代码#xff0c;而无需重启内核或更改内核源代码。

这个特性使得

eBPF

使得开发者能够动态地加载、更新和运行用户定义的代码而无需重启内核或更改内核源代码。

这个特性使得

eBPF

能够提供极高的灵活性和性能使其在网络和系统性能分析方面具有广泛的应用。

此外eBPF

还支持使用

是一种在应用程序中插入静态跟踪点的机制它允许开发者在程序的关键位置插入可用于调试和性能分析的探针。

这些探针可以在运行时被

DTrace、SystemTap

等工具动态激活从而在不重启应用程序或更改程序代码的情况下获取程序的内部状态和性能指标。

USDT

在很多开源软件如

Tracing允许我们对任何用户级别的代码进行插桩。

比如我们可以通过在

MySQL

/opt/bin/mysqld:_Z16dispatch_command19enum_server_commandP3THDPcj

0(%dx):string

函数也可以被跟踪以获取更多的信息。

我们可以列出和计算这些函数的数量

./uprobe

用户级动态跟踪的能力是非常强大的它可以解决无数的问题。

然而使用它也有一些困难需要确定需要跟踪的代码处理函数参数以及应对代码的更改。

用户级静态定义跟踪User-level

“marker”是开发者在代码的关键位置插入的跟踪宏提供稳定且已经过文档说明的

mysql:query__start

_Z16dispatch_command19enum_server_commandP3THDPcj

dispatch_command()

USDT无论是哪种形式的静态跟踪点其实都已经存在了几十年。

它最近由于

Sun

包。

这里显示了两个探针node:gc__start开始进行垃圾回收和

SystemTap

作为一种高级编程语言其自动垃圾回收GC是其核心特性之一。

Java

的目标是自动地回收那些不再被程序使用的内存空间从而减轻程序员在内存管理方面的负担。

然而GC

过程可能会引发应用程序的停顿对程序的性能和响应时间产生影响。

因此对

Java

程序分为内核态和用户态两部分我们会分别介绍这两部分的实现机制。

内核态程序

BPF_MAP_TYPE_HASH);__uint(max_entries,

100);__type(key,

BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY);__type(key,

int);__type(value,

bpf_get_smp_processor_id();data.pid

32;data.ts

bpf_ktime_get_ns();bpf_map_update_elem(data_map,

data.pid,

bpf_get_smp_processor_id();data.pid

32;data.ts

sizeof(data));}bpf_map_delete_elem(data_map,

data.pid);return

handle_mem_pool_gc_start(struct

pt_regs

中检索开始时间并计算垃圾收集的持续时间。

如果持续时间超过了设定的阈值变量

handle_gc_start

是针对内存池的垃圾收集开始和结束事件的处理函数它们也分别调用了

gc_start

用户态程序的主要目标是加载和运行eBPF程序以及处理来自内核态程序的数据。

它是通过

libbpf

文件该文件包含了进程地址空间的内存映射信息。

然后它在文件中搜索包含

libjvm.so

handle_gc_end附加到Java进程的相关USDT探针上。

每个程序都通过调用

函数来实现这一点该函数的参数包括BPF程序、进程ID、二进制路径以及探针的提供者和名称。

如果探针挂载成功bpf_program__attach_usdt

将返回一个链接对象该对象将存储在skeleton的链接成员中。

如果挂载失败程序将打印错误消息并进行清理。

skel-links.handle_mem_pool_gc_start

bpf_program__attach_usdt(skel-progs.handle_gc_start,

env.pid,binary_path,

(!skel-links.handle_mem_pool_gc_start)

{err

cleanup;}skel-links.handle_mem_pool_gc_end

bpf_program__attach_usdt(skel-progs.handle_gc_end,

env.pid,binary_path,

(!skel-links.handle_mem_pool_gc_end)

{err

cleanup;}skel-links.handle_gc_start

bpf_program__attach_usdt(skel-progs.handle_gc_start,

env.pid,binary_path,

cleanup;}skel-links.handle_gc_end

bpf_program__attach_usdt(skel-progs.handle_gc_end,

env.pid,binary_path,

结构体然后将当前时间格式化为字符串并打印出事件的时间戳、CPU

ID、进程

https://github.com/eunomia-bpf/bpf-developer-tutorial/tree/main/src/15-javagc

参考资料

https://www.brendangregg.com/blog/2015-07-03/hacking-linux-usdt-ftrace.htmlhttps://github.com/iovisor/bcc/blob/master/libbpf-tools/javagc.c

eBPF

的基础知识和实践技巧这些知识和技巧对于想要在网络和系统性能分析领域深入研究的开发者来说是非常有价值的。

如果您希望学习更多关于

https://github.com/eunomia-bpf/bpf-developer-tutorial