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记录并直观呈现轨迹

本页介绍了如何使用 Fuchsia 跟踪系统在 Fuchsia 设备上记录和直观呈现轨迹。

前提条件

许多现有的 Fuchsia 组件已注册为跟踪提供程序，其跟踪数据通常提供对系统的全面概览。因此，如果您只需要记录一般轨迹（例如，为了在 bug 报告中包含详细信息），可以继续学习以下部分。但是，如果您想从特定组件收集其他自定义跟踪事件，需要先完成以下任务：

录制轨迹

如需从宿主机在 Fuchsia 设备上录制跟踪记录，请运行以下命令：

ffx trace start --duration <SECONDS>

此命令会使用默认设置启动跟踪记录，从而捕获目标设备的总体概览。

跟踪记录会持续指定时长（如果未指定时长，则会持续到按下 ENTER 键为止）。轨迹文件完成后，轨迹数据会自动保存到当前目录中的 trace.fxt 文件（可以通过指定 --output 标志进行更改，例如 ffx trace start --output <FILE_PATH>）。如需直观呈现此文件中存储的轨迹结果，请参阅下面的直观呈现轨迹部分。

直观呈现跟踪记录

Fuchsia 轨迹格式 (.fxt) 是 Fuchsia 的二进制格式，可直接对原始轨迹数据进行编码。如需直观呈现 .fxt 轨迹文件，您可以使用 Perfetto 查看器。

请执行以下操作：

在网络浏览器中访问 Perfetto 查看器网站。
点击导航栏上的 Open trace file。
从主机中选择 .fxt 文件。

在此查看器中，您还可以使用 SQL 查询跟踪记录数据。

附录

Fuchsia 跟踪系统以前支持各种文件格式以及直观呈现轨迹的不同方式。以下部分介绍了与现已废弃的轨迹格式相关的工作流。

（已弃用）直观呈现 JSON 跟踪记录

JSON 跟踪记录是一种在 Chrome 浏览器上查看跟踪记录数据的格式。

如需将 .fxt 跟踪文件转换为 JSON 格式，请运行以下命令：

fx trace2json < <FXT_FILE> > trace.json

将 FXT_FILE 替换为 FXT 跟踪文件，例如：

$ fx trace2json < trace.fxt > trace.json

如需直观呈现 JSON 跟踪记录，请使用 Chrome 浏览器内置的 Chromium Trace-Viewer。

请执行以下操作：

在 Chrome 浏览器中打开一个新标签页。
进入“chrome://tracing”。
点击 Load 按钮。
打开 JSON 轨迹文件。

如需详细了解 Chromium 的 Trace-Viewer，请参阅 Trace 事件性能剖析工具。

（已弃用）直观呈现 HTML 跟踪记录

HTML 跟踪记录是一个包含查看者和跟踪记录数据的独立文件。

要生成 HTML 跟踪记录，您可以使用 Chromium Catapult 代码库中的 trace2html 工具转换现有的 JSON 跟踪文件。

从 Catapult 代码库中运行以下命令：

./tracing/bin/trace2html <JSON_TRACE_FILE>

生成 HTML 轨迹文件后，您可以在任何网络浏览器中打开该文件以分析轨迹结果。

浏览 HTML 跟踪文件

如需浏览 HTML 跟踪文件的相关信息，不妨使用下面这些实用的键盘快捷键：

w 和 s：分别用于放大和缩小。缩放功能基于鼠标的当前位置。
W 和 S：分别以较大比例放大和缩小。缩放功能基于鼠标的当前位置。
a 和 d：分别向左和向右平移。
A 和 D：分别以较大比例向左和向右平移。

此外，您还可以取消选择特定进程行，以移除对当前跟踪记录不重要的进程。如需取消选择特定进程行，请点击进程行右上角的 x。

（已弃用）分析 HTML 跟踪记录

本演示介绍了在网络浏览器上生成 HTML 跟踪文件和分析结果的工作流。本演示中的示例记录了 Fuchsia 系统的跟踪记录，同时持续运行 du 命令，该命令会扫描并生成系统的磁盘使用量。

生成轨迹数据并将其转换为 HTML 文件

如需录制 du 的轨迹并将其转换为 HTML 轨迹文件，请执行以下操作：

（可选）如果您没有正在运行的 Fuchsia 设备，请在启用网络功能的 Fuchsia 模拟器上启动实例：
```
ffx emu --net tap
```
在新终端中，启动跟踪记录：
```
ffx trace start --buffer-size 64 --categories all
```
此命令将录制缓冲区空间设置为 64 MB，并记录所有跟踪类别。
在 Fuchsia 模拟器的控制台中，运行以下命令：
```
/boot/bin/sh -c "'\
   sleep 2 ;\
   i=0 ;\
   while [ \$i -lt 10 ] ;\
   do /bin/du /boot ;\
       i=\$(( \$i + 1 )) ;\
   done'"
```
此命令会循环运行 du，

注意：如需详细了解如何在 Fuchsia 中创建进程，请参阅进程创建。
如需完成跟踪，请在运行 ffx trace start 的终端中按 Enter 键。

完成后，该命令会生成 trace.fxt 文件。
将此 FXT 文件转换为 JSON 格式：
```
fx trace2json < trace.fxt > trace.json
```
生成 HTML 跟踪记录：
```
./tracing/bin/trace2html trace.json
```
在网络浏览器中打开此 HTML 文件。

图 1. 记录循环中 du 进程的 HTML 跟踪文件的屏幕截图。

轨迹文件包含大量信息，包括轨迹顶部附近的时间刻度。在上面的示例中，整个跟踪记录持续约 2.5 秒。

检查 CPU 使用率

图 1 中黄色圆圈标记的区域显示了 CPU 使用率，您可以在其中看到所有 CPU 核心上的总体 CPU 使用率。

检查程序执行

图 1 中绿色圆圈标记的区域显示了程序的执行情况。

在本例中，您可以看到 du 程序的 10 次调用，这是正常现象，因为轨迹记录是在 du 循环期间记录的。因此，您可以看到 10 个不同的 du 进程 ID，一个接一个。

检查 blobfs CPU 使用情况

图 1 中蓝色圆圈标记的区域显示了写入 Blob 存储区文件系统 (blobFS) 的 CPU 使用情况。

在此示例中，您可以看到与 du 的调用相关的少量 CPU 时间爆发。在这种较高层面上，可能很难确定 CPU 使用率与文件系统之间的确切相关性，例如，原因如下：

CPU 使用率是否是由文件系统中加载 du 引起的？
执行 du 通过目标文件系统运行查看当前占用了多少空间时，是否会导致 CPU 使用率？

您可以放大该区域的特定区域，以确定 CPU 使用率与文件系统之间的关系（参见图 2）。

放大 CPU 和文件系统信息的屏幕截图

图 2. HTML 跟踪文件已放大到某个区域的屏幕截图。

在此示例中，您只能看到两个 du 执行（第一个标有绿色圆圈）。第一个 blobfs CPU 爆发实际上由三个主要集群和一些较小的峰值组成。后续的 blobfs CPU 爆发有两个集群。

通过分析此示例，您可以看到 blobfs 爆发发生在 du 程序执行之前。此信息表明，blobfs 爆发不是由 du 程序读取文件系统导致的。而是指出爆发是由于加载 du 程序所致。

现在，您可以进一步深入了解导致 blobs 爆发的原因了。

blob 跟踪时间图片

图 3. HTML 跟踪文件的屏幕截图，其时间尺度为约 1 毫秒。

在此示例中，请注意从 2,023,500 微秒到刚刚超过 2,024,500 毫秒的时间范围，表示时间尺度约为 1 毫秒。在这毫秒内，blobfs 执行了代码，从标识为 FileReadAt 的进程开始，该进程随后调用 Blob::Read，后者随后调用 Blob::ReadInternal。

若要将此信息与代码相关联，您可以点击报告的各个部分，以获取有关特定对象的更多详细信息：

如果您点击 FileReadAt，则可能会看到类似于以下内容的信息：

此信息会告诉您以下内容：
- FileReadAt 的轨迹类别为 vfs。
- 函数执行的时长。
如需了解如何对 FileReatAt 执行跟踪，请参阅 //src/storage/lib/vfs/cpp/connection/connection.cc。

如果您点击 Blob::Read，则可能会看到类似于以下内容的信息：

Blob::Read 信息的图片

Blob::Read 的代码如下：

zx_status_t Blob::Read(void* data,
                       size_t len,
                       size_t off,
                       size_t* out_actual) {
    TRACE_DURATION("blobfs", "Blob::Read", "len", len, "off", off);
    LatencyEvent event(&blobfs_->GetMutableVnodeMetrics()->read,
                       blobfs_->CollectingMetrics());

    return ReadInternal(data, len, off, out_actual);
}

此代码调用类别为 blobfs、名称为 Blob::Read 以及长度和偏移量键值对的 TRACE_DURATION() 宏。所有这些信息都会记录在跟踪文件中。

如需了解如何对 Blob::Read 执行跟踪，请参阅 //src/storage/blobfs/blob.cc。

2. 在代码中添加跟踪记录