heap profiler

学习heap profiler服务。

brpc可以分析内存是被哪些函数占据的。heap profiler的原理是每分配满一些内存就采样调用处的栈，“一些”由环境变量TCMALLOC_SAMPLE_PARAMETER控制，默认524288，即512K字节。根据栈表现出的函数调用关系汇总为我们看到的结果图。在实践中heap profiler对原程序的影响不明显。

开启方法

  1. 链接libtcmalloc_and_profiler.a

    1. 如果tcmalloc使用frame pointer而不是libunwind回溯栈，请确保在CXXFLAGS或CFLAGS中加上-fno-omit-frame-pointer，否则函数间的调用关系会丢失，最后产生的图片中都是彼此独立的函数方框。

  2. 在shell中export TCMALLOC_SAMPLE_PARAMETER=524288。该变量指每分配这么多字节内存时做一次统计，默认为0，代表不开启内存统计。官方文档建议设置为524288。这个变量也可在运行前临时设置，如TCMALLOC_SAMPLE_PARAMETER=524288 ./server。如果没有这个环境变量，可能会看到这样的结果：

    1. $ tools/pprof --text localhost:9002/pprof/heap           
    2. Fetching /pprof/heap profile from http://localhost:9002/pprof/heap to
    3.   /home/gejun/pprof/echo_server.1419559063.localhost.pprof.heap
    4. Wrote profile to /home/gejun/pprof/echo_server.1419559063.localhost.pprof.heap
    5. /home/gejun/pprof/echo_server.1419559063.localhost.pprof.heap: header size >= 2**16

  3. 如果只是brpc client或没有使用brpc，看这里。

注意要关闭Server端的认证，否则可能会看到这个：

  1. $ tools/pprof --text localhost:9002/pprof/heap
  2. Use of uninitialized value in substitution (s///) at tools/pprof line 2703.
  3. http://localhost:9002/pprof/symbol doesn't exist

server端可能会有这样的日志：

  1. FATAL: 12-26 10:01:25:   * 0 [src/brpc/policy/giano_authenticator.cpp:65][4294969345] Giano fails to verify credentical, 70003
  2. WARNING: 12-26 10:01:25:   * 0 [src/brpc/input_messenger.cpp:132][4294969345] Authentication failed, remote side(127.0.0.1:22989) of sockfd=5, close it

图示

img

左上角是当前程序通过malloc分配的内存总量，顺着箭头上的数字可以看到内存来自哪些函数。

点击左上角的text选择框可以查看文本格式的结果，有时候这种按分配量排序的形式更方便。

img

左上角的两个选择框作用分别是：

  • View：当前正在看的profile。选择<new profile>表示新建一个。新建完毕后，View选择框中会出现新profile，URL也会被修改为对应的地址。这意味着你可以通过粘贴URL分享结果，点击链接的人将看到和你一模一样的结果，而不是重做profiling的结果。你可以在框中选择之前的profile查看。历史profiie保留最近的32个，可通过–max_profiles_kept调整。
  • Diff：和选择的profile做对比。表示什么都不选。如果你选择了之前的某个profile，那么将看到View框中的profile相比Diff框中profile的变化量。

下图演示了勾选Diff和Text的效果。

img

在Linux下，你也可以使用pprof脚本（tools/pprof）在命令行中查看文本格式结果：

  1. $ tools/pprof --text db-rpc-dev00.db01:8765/pprof/heap    
  2. Fetching /pprof/heap profile from http://db-rpc-dev00.db01:8765/pprof/heap to
  3.   /home/gejun/pprof/play_server.1453216025.db-rpc-dev00.db01.pprof.heap
  4. Wrote profile to /home/gejun/pprof/play_server.1453216025.db-rpc-dev00.db01.pprof.heap
  5. Adjusting heap profiles for 1-in-524288 sampling rate
  6. Heap version 2
  7. Total: 38.9 MB
  8.     35.8  92.0%  92.0%     35.8  92.0% ::cpp_alloc
  9.      2.1   5.4%  97.4%      2.1   5.4% butil::FlatMap
  10.      0.5   1.3%  98.7%      0.5   1.3% butil::IOBuf::append
  11.      0.5   1.3% 100.0%      0.5   1.3% butil::IOBufAsZeroCopyOutputStream::Next
  12.      0.0   0.0% 100.0%      0.6   1.5% MallocExtension::GetHeapSample
  13.      0.0   0.0% 100.0%      0.5   1.3% ProfileHandler::Init
  14.      0.0   0.0% 100.0%      0.5   1.3% ProfileHandlerRegisterCallback
  15.      0.0   0.0% 100.0%      0.5   1.3% __do_global_ctors_aux
  16.      0.0   0.0% 100.0%      1.6   4.2% _end
  17.      0.0   0.0% 100.0%      0.5   1.3% _init
  18.      0.0   0.0% 100.0%      0.6   1.5% brpc::CloseIdleConnections
  19.      0.0   0.0% 100.0%      1.1   2.9% brpc::GlobalUpdate
  20.      0.0   0.0% 100.0%      0.6   1.5% brpc::PProfService::heap
  21.      0.0   0.0% 100.0%      1.9   4.9% brpc::Socket::Create
  22.      0.0   0.0% 100.0%      2.9   7.4% brpc::Socket::Write
  23.      0.0   0.0% 100.0%      3.8   9.7% brpc::Span::CreateServerSpan
  24.      0.0   0.0% 100.0%      1.4   3.5% brpc::SpanQueue::Push
  25.      0.0   0.0% 100.0%      1.9   4.8% butil::ObjectPool
  26.      0.0   0.0% 100.0%      0.8   2.0% butil::ResourcePool
  27.      0.0   0.0% 100.0%      1.0   2.6% butil::iobuf::tls_block
  28.      0.0   0.0% 100.0%      1.0   2.6% bthread::TimerThread::Bucket::schedule
  29.      0.0   0.0% 100.0%      1.6   4.1% bthread::get_stack
  30.      0.0   0.0% 100.0%      4.2  10.8% bthread_id_create
  31.      0.0   0.0% 100.0%      1.1   2.9% bvar::Variable::describe_series_exposed
  32.      0.0   0.0% 100.0%      1.0   2.6% bvar::detail::AgentGroup
  33.      0.0   0.0% 100.0%      0.5   1.3% bvar::detail::Percentile::operator
  34.      0.0   0.0% 100.0%      0.5   1.3% bvar::detail::PercentileSamples
  35.      0.0   0.0% 100.0%      0.5   1.3% bvar::detail::Sampler::schedule
  36.      0.0   0.0% 100.0%      6.5  16.8% leveldb::Arena::AllocateNewBlock
  37.      0.0   0.0% 100.0%      0.5   1.3% leveldb::VersionSet::LogAndApply
  38.      0.0   0.0% 100.0%      4.2  10.8% pthread_mutex_unlock
  39.      0.0   0.0% 100.0%      0.5   1.3% pthread_once
  40.      0.0   0.0% 100.0%      0.5   1.3% std::_Rb_tree
  41.      0.0   0.0% 100.0%      1.5   3.9% std::basic_string
  42.      0.0   0.0% 100.0%      3.5   9.0% std::string::_Rep::_S_create

brpc还提供一个类似的growth profiler分析内存的分配去向（不考虑释放）。

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MacOS的额外配置

  1. 安装standalone pprof，并把下载的pprof二进制文件路径写入环境变量GOOGLE_PPROF_BINARY_PATH中
  2. 安装llvm-symbolizer（将函数符号转化为函数名），直接用brew安装即可：brew install llvm

修改于 2023年5月16日: add security bug fix pages (#148) (a29da9f)