Linux strace 命令

什么是 strace

strace 是 Linux 系统中一个功能强大的调试与诊断工具，主要用于监控程序运行过程中所使用的系统调用（system calls）以及接收到的信号（signals）。系统调用是应用程序与操作系统内核之间沟通的桥梁，借助 strace，我们可以清晰地看到程序在底层是如何运作的。

类比理解：可以将 strace 想象为一位“翻译官”，它能将程序与操作系统之间的“对话”（即系统调用）转换为我们能够理解的语言。

为什么需要 strace

strace 在以下场景中非常实用：

• 分析程序异常行为
• 定位性能瓶颈
• 了解程序与操作系统的交互方式
• 解决权限相关问题
• 排查文件或网络访问故障

基本语法

<code>strace [参数] 命令 [命令参数]</code>

也可以附加到正在运行的进程：

<code>strace -p PID</code>

常用选项参数

使用示例

示例1：基础追踪

查看 ls 命令的执行过程：

<code>strace ls</code>

输出内容会展示 ls 执行期间涉及的所有系统调用，例如打开目录、读取文件属性等。

示例2：统计调用情况

对 ls -l 的系统调用进行统计：

<code>strace -c ls -l</code>

输出样例：

<code>% time     seconds  usecs/call     calls    errors syscall
------ ----------- ----------- --------- --------- ----------------
 45.21    0.000123           5        25        12 openat
 32.35    0.000088           4        21           mmap
 12.50    0.000034           3        11           read
...</code>

示例3：限定追踪特定调用

只追踪文件操作相关的调用：

<code>strace -e trace=open,read,write ls</code>

示例4：追踪网络请求

观察 curl 的网络相关调用：

万物追踪

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44

查看详情

<code>strace -e trace=network curl http://example.com</code>

示例5：附加到已有进程

首先查找目标进程的 PID：

<code>ps aux | grep 进程名</code>

然后附加并追踪：

<code>strace -p 进程ID</code>

输出解读

strace 输出的典型格式如下：

<code>openat(AT_FDCWD, "/etc/ld.so.cache", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3</code>

各部分含义如下：

• openat：表示当前调用的系统调用名称
• AT_FDCWD, "/etc/ld.so.cache", O_RDONLY|O_CLOEXEC：调用时传入的参数
• = 3：调用返回的结果，这里是获得的文件描述符

高级技巧

1. 使用 grep 筛选关键信息

<code>strace ls 2>&1 | grep open</code>

2. 跟踪主进程及其所有子进程

<code>strace -f 命令</code>

3. 显示每次调用的具体耗时

<code>strace -T 命令</code>

4. 将日志保存至文件

<code>strace -o trace.log 命令</code>

常见问题排查

1. 文件不存在错误

查找包含 ENOENT 的输出行：

<code>open("/nonexistent/file", O_RDONLY) = -1 ENOENT (No such file or directory)</code>

2. 权限不足问题

搜索 EPERM 或 EACCES 错误信息：

<code>open("/root/file", O_RDONLY) = -1 EACCES (Permission denied)</code>

3. 性能问题定位

使用 -c 参数统计各个系统调用的耗时情况，找出耗时最多的调用。

注意事项

1. strace 会导致程序运行显著变慢，不适合在生产环境长期使用
2. 某些系统调用可能因安全机制限制无法被追踪
3. 输出内容可能非常多，建议配合 -e 参数或重定向到文件
4. 需要具备一定的系统编程知识才能更好地解读输出内容

通过熟练掌握 strace 工具，你可以深入理解 Linux 程序的工作原理，并快速定位各种系统级问题。

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