テクニカルコラム かんたん♪ZFS
第十一回：DTrace その2（2010年11月29日発行）

  こんにちは。朝晩はずいぶんと寒くなってきました。そろそろ年賀状の準
  備などが気になる季節ですね。みなさんいかがお過ごしでしょうか。

  このコラムでは実際に ZFS を使う上で役に立つ Tips を紹介します。
  今までのファイルシステムとは一味違う ZFS  を活用して面倒なファイル
  管理の苦労を減らしましょう！

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  パフォーマンス改善を行う時、負荷に対して処理能力を持て余している部
  分を補強してもほとんど改善は望めません。一方、処理能力を目一杯使っ
  ている部分を補強すると、大きな改善を期待することができます。

  前回は、システム情報を収集するためのツールとして DTrace の基本を紹
  介させていただきました。今回は、いつくかのサンプルプログラムを使用
  したシステム情報の収集方法について紹介します。

  最初はどのプロセスがどのデバイスを使用しているのかを表示するプログ
  ラムです (Solaris 動的トレースガイド P.319)

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  #!/usr/sbin/dtrace -s

  #pragma D option quiet

  io:::start
  {
      @[args[1]->dev_statname, execname, pid] = sum(args[0]->b_bcount);
  }

  END
  {
      printf("%10s %20s %10s %15s\n", "DEVICE", "APP", "PID", "BYTES");
      printa("%10s %20s %10d %15@d\n", @);
  }
  ------------------------------------------------------------------

  テキストエディタでこのプログラムが書かれたファイルを作成し、以下の
  ように実行してください (ファイル名を ioproc.d) とします。

  # chmod 700 ioproc.d
  # ./ioproc.d

  ^C
      DEVICE                  APP        PID           BYTES
         sd1                sched          0           65536
         sd1        zpool-syspool          5        16625152
        zfs2              pageout          2        17784832

  自動的に終了しないので Ctrl + C を押して終了させます。DEVICE は
  I/O デバイス名、APP はプロセスの実行名、BYTES は入出力が行われたバ
  イト数です。


  以下のプログラムはデバイス毎の IO 速度を表示します (Solaris 動的ト
  レースガイド P.320)

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  #!/usr/sbin/dtrace -s

  #pragma D option quiet

  io:::start
  {
      start[args[0]->b_edev, args[0]->b_blkno] = timestamp;
  }

  io:::done
  /start[args[0]->b_edev, args[0]->b_blkno]/
  {
      this->elapsed = timestamp - start[args[0]->b_edev, args[0]->b_
blkno];
      @[args[1]->dev_statname, args[1]->dev_pathname] =
      quantize((args[0]->b_bcount * 976562) / this->elapsed);
      start[args[0]->b_edev, args[0]->b_blkno] = 0;
  }
  
  END
  {
      printa(" %s (%s)\n%@d\n", @);
  }
  ------------------------------------------------------------------

  テキストエディタでこのプログラムが書かれたファイルを作成し、以下の
  ように実行してください (ファイル名を iospeed.d) とします。

  # chmod 700 iospeed.d
  # ./iospeed.d

  dtrace: aggregation size lowered to 1m
  ^C
  
  sd1 (/devices/pci@0,0/pci1179,1@1d/storage@2/disk@0,0:r)
  value   ------------- Distribution ------------- count
      32 |                                         0
      64 |                                         3
     128 |                                         1
     256 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@  2257
     512 |                                         1
    1024 |                                         0
  
  
  sd2 (/devices/pci@0,0/pci8086,3410@9/pci1000,9280@0/sd@1,0:a)
  value   ------------- Distribution ------------- count
     128 |                                         0
     256 |                                         1
     512 |                                         0
    1024 |                                         2
    2048 |                                         0
    4096 |                                         2
    8192 |@@@@@@@@@@@@@@@@@@                       172
   16384 |@@@@@                                    52
   32768 |@@@@@@@@@@@                              108
   65536 |@@@                                      34
  131072 |                                         0
  

  実行すると計測を開始します。そして Ctrl + C が押されるまで情報を収
  集し、デバイス毎の統計情報を表示します。 iostat でも同じ情報を収集
  することができますが、このプログラムの方がより分かりやすい形で結果
  が表示されます。sd1 と sd2 を比較すると sd1 は 256 ～ 512 [KB/sec]、
  sd2 は 8 ～ 32 [MB/sec] の速度で読み書きが行われていることが分かり
  ます。

  例えば、これが sd1 から読み出しして sd2 へ書くような処理だった場合、
  sd1 が律速であることが分かります。このような処理のパフォーマンスを
  改善するには sd1 を早いデバイスにすると効果的です。


  次のプログラムは write() システムコールが復帰するまでの時間を、 プ
  ロセス毎に表示するプログラムです。

  ------------------------------------------------------------------
  #!/usr/sbin/dtrace -s

  syscall::write:entry
  {
      self->ts = timestamp;
  }

  syscall::write:return
  /self->ts/
  {
      @time[execname] = quantize(timestamp - self->ts);
      self->ts = 0;
  }
  ------------------------------------------------------------------

  テキストエディタでこのプログラムが書かれたファイルを作成し、以下の
  ように実行してください (ファイル名を writetm.d) とします。

  # chmod 700 writetm.d
  # ./writetm.d

  dtrace: script './writetm.d' matched 2 probes
  dtrace: aggregation size lowered to 2m
  ^C
  
    tar
             value  ------------- Distribution ------------- count
               512 |                                         0
              1024 |                                         20
              2048 |@@@@@@                                   23505
              4096 |@@@@@@@@                                 31122
              8192 |@@@@@@@@@@@@@@                           51358
             16384 |@@@@@@@@@                                34861
             32768 |@@                                       7059
             65536 |                                         1531
            131072 |                                         381
            262144 |                                         135
            524288 |                                         39
           1048576 |                                         3
           2097152 |                                         17
           4194304 |                                         46
           8388608 |                                         27
          16777216 |                                         36
          33554432 |                                         50
          67108864 |                                         40
         134217728 |                                         6
         268435456 |                                         0

  実行すると計測を開始します。そして Ctrl + C が押されるまで情報を収
  集し、プロセス毎の統計情報を表示します。 ここでは tar についての結
  果のみを抜粋しています。

  プログラムの write の部分を read に変更すれば、read() システムコー
  ルの所要時間を得ることもできます。 timestamp は D の組み込み変数で
  ナノ秒単位のカウンタです。このプログラムのように相対的な時間を計測
  する場合に使用することができます。

  

  今回のコラムでは、DTrace を使用したシステム情報の収集例を紹介させて
  いただきました。次回は ARC の情報収集について紹介します。

  （つづく）


  ■ 参考文献

  　(1) サンマイクロシステムズ、"SunOS リファレンスマニュアル 1 :
        ユーザコマンド"、Part No. 819-1210-13、2007 年 7 月

  　(2) サンマイクロシステムズ、"SunOS リファレンスマニュアル 1M :
        システム管理コマンド"、Part No. 819-1211-13、2007 年 7 月

    (3) サンマイクロシステムズ、"Solaris 動的トレースガイド", 
        Part No. 819-0395-12、2008 年 10 月

    (4) サンマイクロシステムズ、"Dtrace ユーザガイド", Part No.
        819-6259-10、2006 年 5 月
 
　（高田　浩生）