perf 全套实战：perf top /record/report / 火焰图（运维 SRE 排查 CPU 标准流程，入库整理版）

一、前置原理

perf 依托 CPU 硬件 PMU 性能计数器 + 内核软中断采样，周期性抓取指令栈；

• top：实时采样展示热点函数
• record：保存采样数据到文件
• report：离线分析采样文件
• 火焰图：可视化栈链路

采样默认：CPU 时钟采样，HZ=100，每 10ms 采一次调用栈。

二、perf top 常用参数

bash

运行

# 只看指定PID进程函数
perf top -p <pid>
# 只看用户态，屏蔽内核函数
perf top -p <pid> --user
# 只看内核态
perf top -p <pid> --kernel
# 按采样占比排序，默认就是占比排序

字段说明：

• [.] 用户态函数；[k] 内核函数；[.]/[k] 快速区分代码位置

适用：临时快速抓突发热点 CPU，缺点：数据不落地，无法留存、无法深挖调用链。

三、perf record（采集数据落盘，核心）

1. 基础用法

bash

运行

# 采集指定进程，持续30s，数据默认perf.data
perf record -g -p <PID> sleep 30
# -g 关键参数：开启调用栈追踪（必备，没有栈查不了调用链路）
# sleep 30 采集时长，也可以手动Ctrl+C结束采样

# 整机全量采集
perf record -g sleep 30

• -g：开启 call-graph 栈捕获，没有这个只能看到孤立函数，看不到谁调用它。
• 生成perf.data二进制采样文件。

补充参数

bash

运行

# 提高采样频率，默认100，最高9999
perf record -g -F 999 -p PID sleep 20
# 只采集用户空间
perf record -g --user -p PID sleep 20

四、perf report（离线解析 perf.data）

bash

运行

perf report

操作：

1. 回车展开函数调用树，自上而下：调用方→被调用方；
2. 百分比 = 该函数采样命中占比，占比越高 CPU 热点；

适用场景： 线上不能长时间占机、现场采样后打包 perf.data 回本地分析。

五、火焰图（最直观排查，生产首选）

1. 安装脚本

shell

git clone https://github.com/brendangregg/FlameGraph.git

2. 采集 + 生成三步走

bash

运行

#1 采样生成perf.data
perf record -g -p PID sleep 30
#2 导出原始文本
perf script > out.perf
#3 生成svg火焰图
./FlameGraph/stackcollapse-perf.pl out.perf > out.folded
./FlameGraph/flamegraph.pl out.folded > cpu.svg

火焰图看图规则

1. 横向宽度 = CPU 占用耗时比例，越宽越耗 CPU
2. 纵向 = 调用栈，从上到下：父函数→子函数
3. 色块：单个函数；点开可搜索函数名

优势：一眼看出整条调用链路，比如：main→A→B→死循环，直接定位业务代码。

六、三种工具选型场景

表格

七、Java 进程特殊问题（高频踩坑）

默认 perf 看不到 Java 方法名，只显示 jvm 原生符号； 解决：安装perf-map-agent，JVM 导出符号映射，perf 正常解析 java 类名 & 方法。

八、面试卡片（Obsidian 格式）

yaml

tags: #Linux #perf #性能排查 #CPU #面试
题型:实操简答
难度:中级
题目：CPU使用率异常高，使用perf排查完整流程？
精简答案：
shtur定位耗CPU进程PID；
2.perf top -p PID快速粗筛热点函数；
3.perf record -g -p PID sleep 30采集栈信息；
4.用perf report离线分析或生成火焰图，顺着调用链定位异常代码。
拓展：-g参数用于捕获调用栈，火焰图横向代表CPU耗时占比，是复杂链路首选排查方案。
易错点：不加-g无法获取函数调用关系，只能看到孤立函数。
关联:[[perf top 与 top 命令区别|top 与 perf top 区别]]

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