Go中trace包的使用
Go给我们提供了一个工具trace，可以在运行时启用trace, 并获得程序执行情况的详细视图。
应该怎么使用trace呢？一般有下面三种使用方式
运行
go test的时候，带上-trace参数标记,go test -trace=trace.out从
pprof中获取实时trace,import _ "net/http/pprof"在代码中编码嵌入
trace,
代码中使用, 我写了一个简单的例子：
package main
import (
"io/ioutil"
"log"
"os"
"runtime/trace"
"sync"
)
// 一个简单的例子去演示如何在代码中使用trace包
func main() {
// 1. 创建trace持久化的文件句柄
f, err := os.Create("trace.out")
if err != nil {
log.Fatalf("failed to create trace output file: %v", err)
}
defer func() {
if err := f.Close(); err != nil {
log.Fatalf("failed to close trace file: %v", err)
}
}()
// 2. trace绑定文件句柄
if err := trace.Start(f); err != nil {
log.Fatalf("failed to start trace: %v", err)
}
defer trace.Stop()
// 下面就是你的监控的程序
// 我简单写了一个文件读写
var wg sync.WaitGroup
wg.Add(2)
// 一个协程用来读文件
go func() {
defer wg.Done()
ioutil.ReadFile(`mxc.txt`)
}()
// 写文件协程
go func() {
defer wg.Done()
ioutil.WriteFile(`mxc_code.txt`, []byte(`码小菜`), 0644)
}()
wg.Wait()
}
运行命令
会看到生成一个trace.out的文件，打开命令
这时候会打开一个浏览器窗口，可以看到
工作原理
trace的工作流程非常简单, 标准库会记录Go运行期间的每个事件，例如内存分配, 垃圾收集器(gc)的所有阶段, goroutine何时运行，暂停等等，并将这些信息格式化以供以后显示使用。
在开始记录之前，
runtime会STW，并对当前goroutines的状态进行快照。
stw后，收集的事件会放入trace的一个缓冲区，在达到缓冲区最大容量时刷新。下面是整个流程图
tracer现在就可以将上面收集的信息dump到输出。所以，当trace开始时，Go会专门为trace启动一个goroutine。这个goroutine会在数据可用时dump记录的数据到输出，在没有数据时park住。如下图：
现在的流程就非常清晰了
一旦生成了跟踪信息，就可以用命令go tool trace output.out来完成可视化, 下图是我刚开始那个简单程序的一个trace图,点击图一的View Trace
上面的代码相对简单，看不到更多的关于gc的信息，下面我写了一个触发gc的程序
package main
import (
"log"
"os"
"runtime/trace"
"sync"
)
func main() {
// 1. 创建trace持久化的文件句柄
f, err := os.Create("trace.out")
if err != nil {
log.Fatalf("failed to create trace output file: %v", err)
}
defer func() {
if err := f.Close(); err != nil {
log.Fatalf("failed to close trace file: %v", err)
}
}()
// 2. trace绑定文件句柄
if err := trace.Start(f); err != nil {
log.Fatalf("failed to start trace: %v", err)
}
defer trace.Stop()
// 下面就是你的监控的程序
var wg sync.WaitGroup
wg.Add(2)
go func() {
defer wg.Done()
for i := 0; i < 100; i++ {
_ = make([]int, 0, 20000)
}
}()
go func() {
defer wg.Done()
for i := 0; i < 100; i++ {
_ = make([]int, 0, 10000)
}
}()
wg.Wait()
}
图示很直接。与gc相关的信息，如下图
下面是一个大致的描述
STW 是
gc中的两个"停止世界"的阶段。在这两个阶段中，goroutine会停止运行。
GC（idle） 指没有标记内存时的goroutine。
MARK ASSIST 在分配内存过程中重新标记内存(mark the memory)的goroutine。
SWEEP 垃圾清理
GXX runtime.gcBgMarkWorker 是帮助标记内存的专用后台goroutine。
然而，有些Trace并不容易理解:
proc start当一个逻辑处理器§与一个线程绑定时被调用。也就是启动新线程或从系统调用恢复
proc stop当线程与当前处理器§分离时，将调用proc stop。当线程发生系统调用被阻塞或线程退出时，就会发生这种情况。
goroutine进行系统调用时，将调用syscall
注意：Trace既可以定义和可视化自己的Trace以及也可以追踪标准库中的Trace
用户Traces
用户级别可以定义的Trace具有两个层次级别：
在任务的最高层，有开始和结束
在该区域的子级别上
这里有一个简单的例子:
package main
import (
"context"
"io/ioutil"
"log"
"os"
"runtime/trace"
"sync"
)
// 一个简单的例子去演示如何在代码中使用trace包
func main() {
// 1. 创建trace持久化的文件句柄
f, err := os.Create("trace.out")
if err != nil {
log.Fatalf("failed to create trace output file: %v", err)
}
defer func() {
if err := f.Close(); err != nil {
log.Fatalf("failed to close trace file: %v", err)
}
}()
// 2. trace绑定文件句柄
if err := trace.Start(f); err != nil {
log.Fatalf("failed to start trace: %v", err)
}
defer trace.Stop()
ctx, task := trace.NewTask(context.Background(), "main start")
var wg sync.WaitGroup
wg.Add(2)
go func() {
defer wg.Done()
r := trace.StartRegion(ctx, "reading file")
defer r.End()
ioutil.ReadFile(`n1.txt`)
}()
go func() {
defer wg.Done()
r := trace.StartRegion(ctx, "writing file")
defer r.End()
ioutil.WriteFile(`n2.txt`, []byte(`42`), 0644)
}()
wg.Wait()
defer task.End()
}
可以通过菜单中的用户自定义任务直接从工具中可视化这些Trace：
也可以记录一些其他的信息到任务：
ctx, task := trace.NewTask(context.Background(), "main start")
trace.Log(ctx, "category", "I/O file")
trace.Log(ctx, "goroutine", "2")
这些日志将在设置任务的goroutine下找到：
一个简单的性能测试，可以帮助理解Trace对应用程序的影响。一个将带有-trace标志，而另一个则不带-trace。以下是带有ioutil.ReadFile（）函数的性能测试的结果，该函数会生成大量事件：
name time/op
ReadFiles-8 48.1µs ± 0%
name time/op
ReadFiles-8 63.5µs ± 0% // with tracing
在这种情况下，性能影响约为35％，并且可能和应用有关系, 你可以根据你的应用性能来决定要用不用