perf 命令详解
更新时间：2026-08-28。本文是「一个命令一个文档」系列，聚焦
perf——性能观测与调试命令族（见性能观测命令族）。它是本站性能剖析主线（tools/）的核心工具。
perf 是 Linux 内核自带的性能剖析器，基于 perf_events 子系统，能利用 CPU 的硬件性能计数器（performance counter，CPU 内部专门统计指令、缓存、分支等的寄存器）采样。它回答的问题是："我的程序时间到底花在哪了？"
一、perf top：实时看热点
perf top # 实时显示占用 CPU 最高的函数/符号
perf top -g # 带调用栈像 top 看进程 一样，
perf top实时看"哪个函数最耗 CPU"。-g展开调用栈，能看出热点函数是谁调用的。这是性能排查的第一反应——先确认热点在用户态还是内核态、在哪个库。
二、perf record / report：采样存档
perf record -g -F 99 -p 1234 sleep 30 # 对 PID 1234 以 99Hz 采样 30 秒
perf record -g ./myapp # 直接跑程序并采样
perf report # 交互式看报告
perf report -n --stdio # 文本形式输出
-F 99是采样频率（99 而非 100，避免和某些周期性任务共振），-g记录调用栈，-p指定进程。采样会有开销，生产环境短采即可。perf report默认按函数聚合 CPU 占比，一眼看出热点。注意要看到符号（函数名）需要程序带符号表（见本站demos/cpu-demo用-O0 -g编译的用意）。
三、生成火焰图
perf record -F 99 -ag -- sleep 30 # 系统级全采样
perf script | stackcollapse-perf.pl | flamegraph.pl > out.svg火焰图（flamegraph）把调用栈拍平成一张图，横轴是采样占比、纵轴是调用深度，最宽的"火苗"就是最热的热点。它是定位性能瓶颈最直观的方式，本站有专门的 perf 火焰图怎么生成 速查。没有符号时火焰图只剩一堆十六进制地址，所以编译务必带
-g、别 strip。
四、硬件事件：不止 CPU 时间
perf stat -d ./myapp # 统计多种硬件事件
perf stat -e cache-misses,branch-misses ./myapp
perf stat跑完给出一组计数器：cache-misses（缓存未命中，高说明访存模式差）、branch-misses（分支预测失败，惩罚大）、instructions（指令数）、IPC（每周期指令数，衡量效率）。本站 CPU 微架构 详细讲了这些事件背后的流水线/缓存/分支预测原理——cache-misses高往往指向伪共享或访存不连续，不是简单"换个算法"就能解的。
五、perf vs 其他工具
| 工具 | 视角 |
|---|---|
perf | 微观：函数级热点、硬件事件 |
| top/pidstat | 宏观：进程/线程级 CPU 占用 |
| strace | 系统调用级：卡在哪种 syscall（见 strace） |
vmstat/iostat | 系统资源级：内存/IO 整体 |
排查顺序通常是：先用 top 确认"是不是 CPU 忙"、再
perf看"忙在哪个函数"、若怀疑卡在 IO 或锁就用 strace 看系统调用。各工具在不同抽象层，perf负责把时间摊到代码行。
六、实战：找到吃 CPU 的循环
# 1. 先确认是 CPU 问题
top -d 1 # %CPU 高、单核跑满
# 2. 采样该系统/进程
perf record -g -F 99 -p $(pgrep myapp) sleep 10
# 3. 看报告，找最宽的函数
perf report -n --stdio | head -30
# 4. 出火焰图直观确认
perf script | stackcollapse-perf.pl | flamegraph.pl > cpu.svg若火焰图里某个 calc() 占了大半宽度，那就是优化切入点——配合 CPU 微架构原理 判断是算法问题还是缓存/分支问题。
一句话总结
perf = 内核级性能剖析器：perf top 实时看热点函数、record -g -F 99 采样存档、report 看聚合、perf script→火焰图直观定位最宽火苗；stat -e cache-misses/branch-misses 看硬件事件（背后是 CPU 微架构 的缓存/分支预测）；需程序带符号表（-g 编译）才能见函数名。先 top 确认 CPU 忙，再用 perf 摊到代码行。