42｜性能调优：性能调优工具eBPF和调优方法
LMOS
你好，我是 LMOS。
在之前的学习中，我们了解到了很多计算机基础相关的知识，也学过了 iostat 等观察系统运行状态的命令。但在我们的实际工程中，排查分析一些具体的性能优化问题或者定位一些故障时，可能需要在不同的命令间来回切换、反复排查。
那么有没有一款工具可以贯穿操作系统的各个模块，帮我们准确分析运行的程序、系统的运行细节呢？当然有，答案就是 eBPF。
从 BPF 到 eBPF
eBPF 是怎么来的，还要从 1992 年说起。当年伯克利实验室的 Steven McCanne 和 Van Jacobso 为了解决高性能的抓包、分析网络数据包的问题，在 BSD 操作系统上设计出了一种叫做伯克利数据包过滤器（BSD Packet Filter）的机制，并发表了《The BSD Packet Filter:A New Architecture for User-level Packet Capture》这篇论文（论文链接在这里）。
为了让内核态能够高效率地处理数据包，这套机制引入了一套只有 2 个 32 位寄存器、16 个内存位和 32 个指令集的轻量级虚拟机，包过滤技术的性能因此提升了 20 多倍。
因为这套方案设计的太好用了，后来在 1997 年的时候，Linux 操作系统从 Linux2.1.75 版本开始，就把 BPF 合并到了内核中了。
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eBPF：内核扩展机制的强大利器 eBPF作为一种强大的内核扩展机制，通过在内核中运行的虚拟机，实现了对程序和系统的全面监控和调优。文章介绍了eBPF的原理和架构，以及在Ubuntu 20.04系统上使用eBPF的示例。eBPF的应用领域包括观测、调试、性能优化、动态扩展等。Cilium项目基于eBPF提供了网络、安全和可观察性的解决方案，通过动态插入Linux内核实现高性能网络、多集群和多云能力等功能。Falco项目则利用eBPF嵌入到Linux内核中，实时监控系统调用行为，提升系统安全性。此外，微软也在Windows系统上支持eBPF程序运行。总之，eBPF以其灵活动态的内核扩展能力，为工程师提供了丰富的技术应用实战思路。文章还提出了思考题，探讨了eBPF可能带来的新安全问题。
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LockedXeBPF有访问内核的权限，如果被误用，后果不堪设想，所以要谨慎合理的使用eBPF。作者回复: 是的 很危险
2022-11-07归属地：湖北22
熊悟空的凶eBPF 对系统有侵入性吗，是类似于Agent技术么作者回复: 有啊
2022-11-07归属地：湖北1- 童谣这个怎么用？比如我要做一些性能分析，类似io、cpu突刺较高，ebpf有帮助吗？
编辑回复: 可以谷歌一下，也可以搜一下隔壁的“ebpf核心技术与实战”，希望对你有帮助
2023-11-09归属地：上海 
苏流郁宓eBPF通过安全认证等尽可能排除无用的干扰，但问题是也增加了复杂度。 也就是eBPF应该在关键时候用，而不是频繁的滥用。滥用容易增加系统的复杂度！技术是中性的，有时解决一个问题也容易增加新的问题！越复杂就越容易出错，普通电脑大不了关机重启，但是对数据库电脑，应该是能减则减。性能和稳定兼顾（就比如双11数据库电脑哪怕停几分钟就是大损失）作者回复: 是的，你学到了
2022-11-07归属地：湖北
peter请教老师两个问题： Q1：BPF比协议栈还优先获取数据报吗？ 文中有“当数据报文从设备驱动上传输过来之后，首先会被分流到 BPF”，从这句话看，数据先到 BPF，然后到协议栈，是这样吗？（我感觉应该是先到协议栈，协议栈优先级最高） Q2：协议栈会不处理数据吗？ 文中有“如果某些设备驱动发过来的数据, 找不到对应的 BPF 处理逻辑的话，则会由正常的协议栈来处理。”， 从这句话看，如果BPF处理，则协议栈就不处理，是这样吗？（我的理解是：协议栈肯定要处理，BPF是 辅助处理的作者回复: Q1：是的 Q2 有ebpf 处理 栈议栈就不会处理了
2022-11-07归属地：湖北
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