内容简介：本文目录：strace可用于追踪进程与内核的交互情况，包括系统调用，信号，进程状态等信息。strace常用于性能分析、问题定位等场景。
本文目录：
- strace简介
- strace的两种启动方式
- 追踪nginx示例
- 系统调用返回错误示例
- 还有哪些系统调用
- 统计每个系统调用的耗时，调用次数，错误次数
- 捕获信号
- 其他
strace简介
strace可用于追踪进程与内核的交互情况，包括系统调用，信号，进程状态等信息。
strace常用于性能分析、问题定位等场景。
strace基于 linux 内核特性ptrace开发，相当于直接hook了系统调用。这意味着strace可以追踪所有的用户进程，即使没有被追踪程序的源码，或者程序是非debug版本，或者程序日志不完善，都可以通过strace追踪到不少有用信息。
strace的两种启动方式
一种是使用strace启动被追踪的程序，比如：
# 追踪单次执行的ls命令 $strace ls /etc/nginx/
另一种是追踪已启动的进程，使用 -p 加上进程号：
$strace -p 14735 strace: Process 14735 attached ...
追踪nginx示例
所有网络IO，文件IO操作，底层都涉及到系统调用，我们用一个nginx示例来演示。
在我的博客服务器上使用strace追踪nginx worker的情况：
# 14735是nginx worker的进程号。我的服务器配置比较低，只启动了一个worker进程。 $strace -p 14735 strace: Process 14735 attached epoll_wait(11,
当没有请求时，strace的打印停留在 epoll_wait ，等待网络事件。
在我本地向远端服务器发起一个请求：
$wget https://pengrl.com/sitemap.xml
strace将打印出一大堆信息，我截取了部分内容：
...
# 每个系统调用，都有参数值，返回值
# 可以看到wget客户端的ip和端口，以及该连接对应的文件描述符是5
accept4(8, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(58442), sin_addr=inet_addr("111.196.59.95")}, [16], SOCK_NONBLOCK) = 5
# 使用的是EPOLLET模式
epoll_ctl(11, EPOLL_CTL_ADD, 5, {EPOLLIN|EPOLLRDHUP|EPOLLET, {u32=716806128, u64=93944536471536}}) = 0
# 打开了本地的sitemap.xml文件，并读取了文件内容，共9635字节
open("/data/pengrl.com/sitemap.xml", O_RDONLY|O_NONBLOCK) = 17
pread64(17, "<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UT"..., 9635, 0) = 9635
# 向客户端发送了文件内容
write(5, "\27\3\3&\243\372\320\334\241\273\236\241\203\r\221\247\342\350\36\357Q5\276\251/\366\2=\250A\327k"..., 9896) = 9896
# 向日志文件写入了内容
write(3, "111.196.59.95 - - [12/Feb/2020:1"..., 121) = 121
# 使用非阻塞模式
setsockopt(5, SOL_TCP, TCP_NODELAY, [1], 4) = 0
# 关闭了这条连接
close(5) = 0
...
如果想把写入日志的内容全部打印出来，可以使用如下命令：
# 3是nginx进程写日志的文件描述符 $strace -p 14735 -e write=3
再次wget，得到如下结果：
write(3, "111.196.59.95 - - [12/Feb/2020:1"..., 121) = 121 | 00000 31 31 31 2e 31 39 36 2e 35 39 2e 39 35 20 2d 20 111.196.59.95 - | | 00010 2d 20 5b 31 32 2f 46 65 62 2f 32 30 32 30 3a 31 - [12/Feb/2020:1 | | 00020 31 3a 31 35 3a 30 34 20 2b 30 38 30 30 5d 20 22 1:15:04 +0800] " | | 00030 47 45 54 20 2f 73 69 74 65 6d 61 70 2e 78 6d 6c GET /sitemap.xml | | 00040 20 48 54 54 50 2f 31 2e 31 22 20 32 30 30 20 39 HTTP/1.1" 200 9 | | 00050 36 33 35 20 22 2d 22 20 22 57 67 65 74 2f 31 2e 635 "-" "Wget/1. | | 00060 31 39 2e 31 20 28 64 61 72 77 69 6e 31 35 2e 36 19.1 (darwin15.6 | | 00070 2e 30 29 22 20 22 2d 22 0a .0)" "-". |
系统调用返回错误示例
比如使用cat命令打开一个不存在的文件：
$strace cat /etc/nginx/nginx.conf.notexist
在strace的输出中将看到：
...
open("/etc/nginx/nginx.conf.notexist", O_RDONLY) = -1 ENOENT (No such file or directory)
...
exit_group(1) = ?
+++ exited with 1 +++
可以看到，open系统调用返回的错误值及对应的错误信息。并且，cat在打开不存在的文件时，exit code是1。如果打开文件成功，exit code则是0。
还有哪些系统调用
strace的 -e trace= 参数，可以追踪特定系统调用。借由这个参数列表，我们也可以看看还有哪些系统调用：
-e trace=%desc Trace all file descriptor related system calls.
%file Trace all system calls which take a file name as an argument.
%fstat Trace fstat and fstatat syscall variants.
%fstatfs Trace fstatfs, fstatfs64, fstatvfs, osf_fstatfs, and osf_fstatfs64 system calls.
%ipc Trace all IPC related system calls.
%lstat Trace lstat syscall variants.
%memory Trace all memory mapping related system calls.
%network Trace all the network related system calls.
%process Trace all system calls which involve process management.
%pure Trace syscalls that always succeed and have no arguments.
%signal Trace all signal related system calls.
%stat Trace stat syscall variants.
%statfs Trace statfs, statfs64, statvfs, osf_statfs, and osf_statfs64 system calls.
%%stat Trace syscalls used for requesting file status.
%%statfs Trace syscalls related to file system statistics.
我们尝试使用一个：
$strace -e trace=memory ls /etc/nginx/ brk(NULL) = 0x11d4000 mmap(NULL, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7f881f8a2000 mmap(NULL, 23250, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0x7f881f89c000 ...
统计每个系统调用的耗时，调用次数，错误次数
$strace -c ls /etc/nginx/ % time seconds usecs/call calls errors syscall ------ ----------- ----------- --------- --------- ---------------- 22.16 0.000082 3 28 mmap 19.19 0.000071 4 18 mprotect 12.70 0.000047 4 11 open 8.65 0.000032 3 10 read 7.57 0.000028 9 3 munmap 6.49 0.000024 12 2 getdents 4.05 0.000015 5 3 write 3.24 0.000012 6 2 2 statfs 2.97 0.000011 1 14 close 2.97 0.000011 1 12 fstat 2.16 0.000008 4 2 1 stat 1.62 0.000006 3 2 ioctl 1.62 0.000006 3 2 1 access 1.35 0.000005 5 1 execve 0.81 0.000003 1 3 brk 0.81 0.000003 3 1 openat 0.54 0.000002 1 2 rt_sigaction 0.27 0.000001 1 1 rt_sigprocmask 0.27 0.000001 1 1 getrlimit 0.27 0.000001 1 1 arch_prctl 0.27 0.000001 1 1 set_tid_address 0.00 0.000000 0 1 set_robust_list ------ ----------- ----------- --------- --------- ---------------- 100.00 0.000370 121 4 total
捕获信号
打开一个tcp监听进程：
$nc -l 8888
使用strace追踪这个进程：
$strace -p $(pidof nc)
kill掉这个进程：
$kill -9 $(pidof nc)
strace的输出：
strace: Process 12377 attached select(5, [3 4], [], NULL, NULL <unfinished ...> +++ killed by SIGKILL +++
其他
strace还有许多其他的参数，比如常用的 -tt 可以打印每个系统调用的时间戳， -T 可以打印每个系统调用花费的时间。
strace不光能追踪统计系统调用，还能修改系统调用的行为，比如指定某个系统调用返回指定的错误值。
关于更多strace的玩法，可以使用 strace -h 命令或访问如下两个网站获取更多的信息：
原文链接： https://pengrl.com/p/20025/
原文出处： yoko blog ( https://pengrl.com )
原文作者： yoko ( https://github.com/q191201771 )
版权声明：本文欢迎任何形式转载，转载时完整保留本声明信息（包含原文链接、原文出处、原文作者、版权声明）即可。本文后续所有修改都会第一时间在原始地址更新。
以上所述就是小编给大家介绍的《linux系统调用追踪工具strace》，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对 码农网 的支持！
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