为什么“time”和“strace -c”不同?

为什么“time”和“strace -c”不同?

据我了解,time将记录系统调用所花费的总时间。然后我希望time和报告的系统时间累积总数strace -fc是相同的。但它们却截然不同(13.5 与 0.005)。怎么了?

# time php index.php >/dev/null

real  0m16.292s
user  0m2.728s
sys   0m13.548s

# strace -fc php index.php >/dev/null
% time     seconds  usecs/call     calls    errors syscall
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
 83.72    0.000365           0     54845           munmap
 10.09    0.000044           0     36705           mmap
  6.19    0.000027           0     18249           madvise
  0.00    0.000000           0       289           read
  0.00    0.000000           0       119           write
  0.00    0.000000           0       118         3 open
  0.00    0.000000           0       118           close
  0.00    0.000000           0        23           stat

[ cut 0 duration syscalls for brevity ]

100.00    0.000436                110951        82 total

(我已经重新运行这些测试大约 50 次,它们都给出了一致的结果)

答案1

进程可以花费任意时间不执行任何系统调用。

例如,执行 a 的 shellwhile :; do :; done将花费无限量的时间不执行任何系统调用,并且不花费任何sysCPU 时间,而只花费userCPU 时间。

strace -c尝试计算sys每个系统调用的 CPU 时间。 Ananosleep(1000000000)将花费接近 0ms 的 CPU 时间,但 1s 的挂钟时间。

$ bash -c 'time strace -fc sleep 1'
% time     seconds  usecs/call     calls    errors syscall
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
  [...]
  0.00    0.000000           0         1           nanosleep
  [...]
100.00    0.000000                    33         3 total

real    0m1.006s
user    0m0.001s
sys     0m0.003s

将 sys 时间与 strace 报告的时间进行比较会更有意义,但请注意,并非进程所占的所有 sys CPU 时间都花费在这些系统调用中。例如,访问映射数据可能会使进程花费大量系统时间而不执行任何系统调用。

在这里,那些大量的mmaps()调用可能是为了分配内存。这些都是即时的,因为它们只是更新一些映射。但是,当您第一次写入这些内容时,需要一些系统时间来用实际内存支持这些写入。

或者它们可能会映射像共享库这样的目标文件(这也是一种可能,因为数量与 的数量相差不远open()s)。话又说回来,速度mmap()很快,但是稍后读取内存也意味着一些页面错误和从磁盘读取数据的实际时间,这不计入任何系统调用。

更根本的是,如果您time strace -f your-application像问题的早期版本一样执行操作,time则会对命令和strace.

strace增加了很多开销。它会为 straced 应用程序的每个系统调用自行执行一些系统调用。

正在做

strace -fc time your-application

代替

time strace -fc your-application

更有可能为您提供更好的匹配。

但我发现,对于wait*()进程等待子进程进行的系统调用,strace将这些系统调用报告的时间计wait*()为系统时间,这意味着子进程的时间(至少是等待的子进程)是数了好几遍。这很重要,strace -f time cmd因为它在子进程中time运行cmd并等待它。

$ strace -c time head -c 100M /dev/urandom > /dev/null
0.00user 0.76system 0:00.76elapsed 99%CPU (0avgtext+0avgdata 1796maxresident)k
0inputs+0outputs (0major+83minor)pagefaults 0swaps
% time     seconds  usecs/call     calls    errors syscall
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
100.00    0.762288      762288         1           wait4
  0.00    0.000000           0         1           read
  0.00    0.000000           0       112           write
  0.00    0.000000           0         2           open
  0.00    0.000000           0         2           close
  0.00    0.000000           0         2           fstat
  0.00    0.000000           0         6           mmap
  0.00    0.000000           0         4           mprotect
  0.00    0.000000           0         1           munmap
  0.00    0.000000           0         1           brk
  0.00    0.000000           0         4           rt_sigaction
  0.00    0.000000           0         3         3 access
  0.00    0.000000           0         1           clone
  0.00    0.000000           0         1           execve
  0.00    0.000000           0         1           arch_prctl
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
100.00    0.762288                   142         3 total

timestrace报告相同的系统时间(由wait4()系统调用返回),但使用-f

$ strace -fc time head -c 100M /dev/urandom > /dev/null
strace: Process 2298 attached
0.01user 1.33system 0:01.91elapsed 69%CPU (0avgtext+0avgdata 1920maxresident)k
0inputs+0outputs (0major+84minor)pagefaults 0swaps
% time     seconds  usecs/call     calls    errors syscall
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
 54.60    1.331335     1331335         1           wait4
 39.43    0.961497          75     12804           read
  5.94    0.144825           6     25711           write
  0.01    0.000148          11        13         6 open
  0.00    0.000104           8        13           mmap
  0.00    0.000094          19         5         3 execve
  0.00    0.000063           8         8           mprotect
  0.00    0.000050           6         9           close
  0.00    0.000041           7         6         6 access
  0.00    0.000037           5         7           fstat
  0.00    0.000031          16         2           munmap
  0.00    0.000030           8         4           brk
  0.00    0.000007           4         2           arch_prctl
  0.00    0.000006           6         1         1 ioctl
  0.00    0.000000           0         4           rt_sigaction
  0.00    0.000000           0         1           clone
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
100.00    2.438268                 38591        16 total

1.33wait4()由一个系统调用报告的时间time。它报告head(time的孩子)的系统时间。

然而,strace还尝试获取其孙子的每个系统调用的系统时间head,这意味着计算两次(不完全)。对孙子的 stracing 确实仍然会产生一些与 straced 进程有关的开销,因为我们得到 1.33,而不是之前的 0.76。如果我强制 strace、time 和 head 在同一处理器上运行(使用taskset 1),则该值会大大减少。

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