主会场_刘松_bperf 利用eBPF优化perf子系统的效率_报告PPT.pdf

1、eBPF-交流研讨第三届 eBPF开发者大会w w w.e b p f t r a v e l.c o m中 国 西 安bperf:利用eBPF优化perf子系统的效率第三届 eBPF开发者大会w w w.e b p f t r a v e l.c o m中 国 西 安刘松2025年4月19日perf子系统简介perf子系统在数据中心场景遇到的问题bperf:bpf+perfbperf在容器监控场景的应用bperf在线程监控场景的应用第 三 届 e B P F 开 发 者 大 会 perf子系统简介perf子系统在数据中心场景遇到的问题bperf:bpf+perfbperf在容器监控场景的应用

2、bperf在线程监控场景的应用第 三 届 e B P F 开 发 者 大 会利用硬件计数器实现性能检测的功能计数功能：记录指定时间内的事件数量：指令数，缓存访问数采样功能：产生中断（NMI）采样程序栈bperf：用eBPF优化perf子系统的计数功能第 三 届 e B P F 开 发 者 大 会perf子系统简介硬件计数器第 三 届 e B P F 开 发 者 大 会perf子系统简介硬件计数器硬件计数器内核perf子系统性能监控工具perf,bpftrace性能监控守护进程sys_perf_event_open=perf_event用户进程自监控Per CPU perf_event监控指定C

3、PU的perf event需要更高权限Per task perf_event跟随用户线程的perf event在进程切换时加入当前CPU无需高级权限适用于用户进程自监控第 三 届 e B P F 开 发 者 大 会perf_event的上下文perf子系统简介 perf子系统在数据中心场景遇到的问题bperf:bpf+perfbperf在容器监控场景的应用bperf在线程监控场景的应用第 三 届 e B P F 开 发 者 大 会性能监控守护进程，24小时不间断监控用户进程进行自我监控各种维度的监控：全系统，容器，进程，线程，单个请求第 三 届 e B P F 开 发 者 大 会perf子系统

4、在数据中心场景1.不同维度监控同一指标，占用额外硬件计数器2.在上下文切换重新配置硬件计数器，增加上下文切换延迟3.需要很多perf_event，占用内存第 三 届 e B P F 开 发 者 大 会perf子系统在数据中心场景遇到的问题硬件计数器有限：每个CPU只有6到11个可用计数器需要监控的指标很多：指令数，时钟周期，缓存访问，内存访问，对常用指标，如指令数，需要监控各种维度。每个维度都需要独立的perf_event和硬件计数器。当perf_event多于硬件计数器。内核会使用基于中断的时分复用。精度降低，系统开销增大。#perf stat-e cycles,branch-misses,

5、iTLB-loads-C 3-I 1000#time counts unit events1.000154552 52,768,266 cycles (80.02%)1.000154552 104,864 branch-misses (80.02%)1.000154552 4,731 iTLB-loads (79.97%)第 三 届 e B P F 开 发 者 大 会perf子系统在数据中心场景遇到的问题针对容器（cgroup）的监控，使用per CPU perf_event，效率低每个被监控容器，每个CPU，每个指标，都需要单独的perf_event128个CPU，16个容器，2个指标（周期

6、数，指令数）-4096个perf_event512个CPU，64个容器，4个指标-131072个perf_event每次容器切换，需要重新设置硬件计数器，增加上下文切换延迟。第 三 届 e B P F 开 发 者 大 会perf子系统在数据中心场景遇到的问题perf子系统简介perf子系统在数据中心场景遇到的问题 bperf:bpf+perfbperf在容器监控场景的应用bperf在线程监控场景的应用第 三 届 e B P F 开 发 者 大 会让同一指标在不同维度的监控共享perf_event和硬件计数器在每个CPU开启perf_event和硬件计数器不同维度的监控共享perf_event和