使用strace跟踪多进程程序

1. 简介

strace可以跟踪到一个进程产生的系统调用,包括参数，返回值，执行消耗的时间。

2. 常用参数

• -p 跟踪指定的进程
• -o filename 默认strace将结果输出到stdout。通过-o可以将输出写入到filename文件中
• -ff 常与-o选项一起使用，不同进程(子进程)产生的系统调用输出到filename.PID文件
• -r 打印每一个系统调用的相对时间
• -t 在输出中的每一行前加上时间信息。
• -tt 时间确定到微秒级。还可以使用-ttt打印相对时间
• -s 指定每一行输出字符串的长度,默认是32。
• -c 统计每种系统调用所执行的时间，调用次数，出错次数。
• -e expr 输出过滤器，通过表达式，可以过滤出掉你不想要输出

3. 跟踪多进程的实例

要跟踪的Taskdemo.php代码如下（即之前使用swoole实现的生产者消费者模型）。

<?phprequire('./Schedule.php');class Taskdemo extends Schedule{    protected $_consumerNum = 1;    protected function doProduce($worker){        $all = 5;        for($i=0; $i<$all; $i+=1){            yield json_encode(array('data'=>$i));        }    }    protected function doConsume($data, $worker){        sleep(1);        echo "consumer:{$worker->pid} recv {$data}\n";    }}$t = new Taskdemo();$t->run();

• Schedule.php详见这里
• 为方便讲述，将消费者的个数设为1。

执行如下命令，开始跟踪

strace -ff -o task php Taskdemo.php

执行后我们得到三个文件

task.28203  task.28204  task.28205

熟悉代码的同学应该可以猜到，这三个文件分别对应主进程，生产者子进程和消费者子进程。下面我们分别来看下。
- task.28203（主进程，通常来说进程号最小的文件就是主进程对应的文件）

/*生成生产者和消费者进程各一个*/clone(child_stack=0, flags=CLONE_CHILD_CLEARTID|CLONE_CHILD_SETTID|SIGCHLD, child_tidptr=0x2b6ea214c810) = 28204clone(child_stack=0, clone(child_stack=0, flags=CLONE_CHILD_CLEARTID|CLONE_CHILD_SETTID|SIGCHLD, child_tidptr=0x2b6ea214c810) = 28205write(1, "msgqkey:1053566\n", 16) = 16/*等待并回收子进程*/epoll_wait(7, 3841680, 4096, 4294967295) = -1 EINTR (Interrupted system call)wait4(-1, [{WIFEXITED(s) && WEXITSTATUS(s) == 0}], WNOHANG, NULL) = 28204write(1, "master clear pid:28204, code:0\n", 31) = 31epoll_wait(7, 3841680, 4096, 4294967295) = -1 EINTR (Interrupted system call)wait4(-1, [{WIFEXITED(s) && WEXITSTATUS(s) == 0}], WNOHANG, NULL) = 28205write(1, "master clear pid:28205, code:0\n", 31) = 31

• task.28204 消费者进程

/*从消息队列中取数据，输出*/msgrcv(7176192, 7176192{2, "{\"data\":0}\0\0\0\0\0\0R7\247r8\0\0\0HJ\325r8\0\0\0"...}, 8192, 0, 0) = 10write(1, "consumer:28204 recv {\"data\":0}\n", 31) = 31msgrcv(7176192, 7176192{2, "{\"data\":1}\0\0\0\0\0\0R7\247r8\0\0\0HJ\325r8\0\0\0"...}, 8192, 0, 0) = 10write(1, "consumer:28204 recv {\"data\":1}\n", 31) = 31msgrcv(7176192, 7176192{2, "{\"data\":2}\0\0\0\0\0\0R7\247r8\0\0\0HJ\325r8\0\0\0"...}, 8192, 0, 0) = 10write(1, "consumer:28204 recv {\"data\":2}\n", 31) = 31msgrcv(7176192, 7176192{2, "{\"data\":3}\0\0\0\0\0\0R7\247r8\0\0\0HJ\325r8\0\0\0"...}, 8192, 0, 0) = 10write(1, "consumer:28204 recv {\"data\":3}\n", 31) = 31msgrcv(7176192, 7176192{2, "{\"data\":4}\0\0\0\0\0\0R7\247r8\0\0\0HJ\325r8\0\0\0"...}, 8192, 0, 0) = 10write(1, "consumer:28204 recv {\"data\":4}\n", 31) = 31msgrcv(7176192, 7176192{1, "ALLDONE:4}\0\0\0\0\0\0R7\247r8\0\0\0HJ\325r8\0\0\0"...}, 8192, 0, 0) = 7write(1, "consumer 28204 exit\n", 20) = 20

• task.28205 生产者进程

write(1, "producer begin:\n", 16) = 16/*向队列中放入任务*/msgsnd(7176192, {2, "{\"data\":0}"}, 10, 0) = 0msgsnd(7176192, {2, "{\"data\":1}"}, 10, 0) = 0msgsnd(7176192, {2, "{\"data\":2}"}, 10, 0) = 0msgsnd(7176192, {2, "{\"data\":3}"}, 10, 0) = 0msgsnd(7176192, {2, "{\"data\":4}"}, 10, 0) = 0/*放入完成标识*/msgsnd(7176192, {1, "ALLDONE"}, 7, 0) = 0/*标签队列长度*/msgctl(7176192, IPC_STAT, 0x7fffd6dbedb0) = 0/*删除队列*/msgctl(7176192, IPC_RMID, 0) = 0

4. 另一个十分有用的功能参数-c

统计每种系统调用所执行的时间，调用次数，出错次数。

strace -c php Taskdemo.php

我们执行上面的命令，看下主进程进行的系统调用。

% time     seconds  usecs/call     calls    errors syscall------ ----------- ----------- --------- --------- ---------------- 59.06    0.000857         429         2           clone 10.34    0.000150           1       153           mmap  6.20    0.000090           1       109        42 open  3.72    0.000054           1        78           fstat  3.72    0.000054           1        62           mprotect  3.58    0.000052           2        33        27 stat  3.51    0.000051           1        74           close  3.45    0.000050           1        66           read  2.14    0.000031           1        26           brk  1.79    0.000026           7         4         1 wait4  ... ...  0.00    0.000000           0         1           epoll_create  0.00    0.000000           0         2         2 epoll_wait------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------100.00    0.001451                   754        82 total

各项含义如下：
- % time：执行耗时占总时间百分比
- seconds：执行总时间
- usecs/call：单个命令执行时间
- calls：调用次数
- errors: 出错次数
- syscall: 系统调用

说明：
- clone是主进程生成子进程时的系统调用。
- epoll_create， epoll_wait，wait4用于创建信号处理函数，回收僵尸子进程。