监控与性能分析系列:1)strace和ltrace跟踪对比同一个socket应用程序

 本文简单对比一下strace和ltrace的使用和输出信息。

首先编写一个简单的socket服务端和客户端,服务端用父进程来监听listenfd,将请求connfd交给fork出的子进程来处理,主要代码如下:


客户端主要代码如下:
 
strace和truss用来跟踪一个进程的系统调用信号产生的情况,strace -f -o server.strace ./echoserver得到的服务端strace跟踪文件如下,除了socket相关的库函数(应用编程接口API)以外,还有其他很多系统调用以及SIGCHLD和SIGINT信号:
 
strace输出文件中,每一行都是一条系统调用,等号左边是系统调用的函数名及其参数,右边是该调用的返回值。truss、strace和ltrace的工作原理大同小异,都是使用ptrace系统调用来跟踪调试运行中的进程。
strace的trace日志分析:
1)每个item的格式为:进程号 系统调用(参数列表) = 返回值
2)文件描述符号:0是标准输入,1是标准输出,服务器端的3号是listenfd,4是接收到的第一个client的connfd。
而ltrace跟踪同样的程序,输出的信息则相对比较简单,只有库函数API和信号:
 
ltrace日志分析:
1)每个item的格式:进程号 库函数(参数列表) = 返回值
2)对比strace发现,应用程序调用stdio库的printf时,产生的系统调用fstat,mmap,write,最后是由write系统调用将字符串输出到标准输出。
3)应用程序调用库函数fork()来创建一个子进程,对应的系统调用时clone(),在strace中跟踪到的只有系统调用clone()。
库函数和系统调用的关系如下图:

对两种trace的额外开销做简单的分析:
在server端向client端发送消息的前后打上时间戳,即在write前后用gettimeofday记录开始时间和结束时间,timeval可以精确到微秒,比较不使用trace和使用trace的延时:
 
不输出到文件,直接在控制台输出的延时比输出到文件中略微低10微秒:
 
ltrace的开销要更大:
不输出到文件的延迟差不多也是200+微秒。

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