快速说五遍：strace、ptrace、dtrace、dtruss

这篇博文最初是我对 Unix 命令的又一次深入研究（还记得吗？），其中我深入探讨了一个常见 Linux 命令的内部原理。当时我正试图运行程序strace来确定我正在探索的命令所调用的系统调用，这时我突然想起我使用的是 macOS，而 macOS 没有这个strace工具，而是使用了一个叫做 的工具dtruss来跟踪程序执行过程中调用的系统调用。

strace之前我对它和之前的区别一无所知dtruss。我只知道它能dtruss完成我需要它做的事情，并没有花太多心思去研究它的具体工作原理和它到底是什么。

但是今天是揭开无知外衣的日子，朋友们！

什么是 strace？

strace它是一个系统调用跟踪器，也是科技界为数不多的几个名字与其功能相符的东西之一。你可能对straceJulia Evans 的Strace Zine很熟悉。我觉得 Julia 的 Zine 是了解 Strace 的好方法，strace但我还是想总结一下 Strace 的两点。

• 系统调用是一种接口，允许程序向操作系统请求某些功能。这些系统调用可以执行诸如更改当前工作目录、更改文件权限等操作。您可以在此处查看完整的系统调用列表。
• strace列出程序执行时调用的系统调用。

本杂志没有深入探讨其strace底层工作原理。我将在这里深入探讨。底层利用strace了ptrace（进程跟踪）系统调用，它允许父进程监视和控制子进程的执行。它用于strace，但它也支持调试器之类的功能gdb。ptrace系统调用使用一些 Linux 内部数据结构在跟踪器（父进程）和被跟踪进程（子进程）之间建立关系。每当在被跟踪进程中调用系统调用时，跟踪器都会收到系统调用的通知，并且被跟踪进程将暂时停止。此时，ptrace无论是strace还是gdb，正在调用 的程序都将处理有关它收到通知的系统调用的信息，然后将控制权返回给子进程。在子进程、ptrace 和更高级别程序之间来回切换凸显了 的缺点之一strace。由于操作系统必须在多个进程之间反复切换上下文，strace因此速度并不快。

总之，充当正在运行的进程和更高级别工具（如或 ）ptrace之间的中介。gdbstrace

什么是 dtrace？

现在，我不得不做一些研究。我找到的第一个定义dtrace是在Brendan Gregg 的网站上，它将dtrace（或者我猜可以称之为 DTrace）定义为“动态跟踪的一种实现”。什么是动态跟踪？我费了好大劲才找到一个能很好地解释这一点的资源。最后，我偶然发现了这篇文章，它帮助我理解了发生了什么。

依赖strace于ptrace内省进程，dtrace而 则处理方式略有不同。使用dtrace，程序员可以使用一种语法类似 C 语言的语言（称为 D）编写探测器。这些探测器定义了dtrace在调用系统调用、退出函数或其他任何您想要的操作时应该执行的操作。这些探测器存储在一个脚本文件中，如下所示。

syscall::read:entry {
    printf("read has been called.");
}

该脚本规定，每当read系统调用被调用时，跟踪器都应该打印出字符串“read has been called”。然后使用 dtrace 调用该脚本文件，如下所示。

$ dtrace -s my_probe.d

dtrace然后，每当探测器运行到探测器中列出的事件（进入某个系统调用或退出某个函数等等）时，就会调用探测器中的逻辑。这种灵活性使 DTrace 被称为动态跟踪器。

什么是 dtruss？

接下来我要揭开的真相是，truss 到底是什么dtruss。我遇到的第一个定义来自dtruss手册页，它被定义dtruss为“DTrace 版本的 truss”。好吧，我想我最好先弄清楚 truss 是什么。事实证明，truss它是一个 Unix 特有的命令，允许用户打印出程序发出的系统调用。它本质上是straceLinux 上已有工具的一个变体。了解了这一点，我认为描述它的最佳方式是打个比方：straceis 到dtraceas trussis 到 as is dtruss。

还有哪些其他追踪工具？

现在，事实证明，strace和dtrace并不是我们追踪器工具包中仅有的工具。我的研究最终引导我探索更广阔的追踪器世界。结果，Julia 再次拯救了我。Brendan Gregg 发表了另一篇博客文章，列出了不同的 Linux 追踪器、它们的工作原理以及何时可以使用它们。Brendan 似乎是这个领域的权威人物，他出版过几本关于追踪的书籍，也写过很多精彩的博客文章。如果你有兴趣深入了解，我推荐你看看他的一些博客文章。

结论

嗯，这真是一次有趣的“滑向冰山”之旅。当你一开始只是提出一个简单的问题（strace 和 DTrace 有什么区别），最终却发现了更大的东西（一个全新的跟踪器世界）时，总是很有趣的。

您经常使用什么追踪工具？有没有哪个追踪工具是您特别喜欢的？

好奇者的链接

• 迷上 DTrace
• ptrace 在 Linux 中如何工作？