Основные идеи, понятия и объекты
Под трассировкой в стандарте POSIX-2001 понимается порождение, накопление и анализ данных о событиях, имевших место при выполнении пользовательского приложения.
Применительно к приложениям реального времени трассировка помогает достичь по крайней мере трех целей:
- оптимизировать структуру приложения на основе анализа трассировочных данных (например, попытаться сгладить пики активности, распределить нагрузку равномерно по времени);
- отладить приложение (традиционные интерактивные отладчики могут быть неприменимы к приложениям реального времени);
- выявить причину аварийного завершения работы приложения (обнаружить место и первые признаки ненормального поведения).
С логической точки зрения в трассировке (в том виде, как она рассматривается в стандарте POSIX-2001) участвуют три процесса (физически они могут совпадать между собой):
- трассируемый (целевой);
- трассирующий (управляющий трассировкой);
- анализирующий данные трассировки.
Сведения о действиях, производимых при выполнении приложения, фиксируются в виде объектов данных, называемых событиями трассировки (или, для краткости, просто событиями). События записываются в потоки трассировки, которые содержат также служебные данные, необходимые для интерпретации событий.
Трассируемый процесс должен быть специальным образом оборудован: его программа должна содержать точки трассировки – действия, способные генерировать события трассировки. Для каждого трассируемого процесса должен быть открыт по крайней мере один поток трассировки.
Процесс, создавший поток трассировки, называется трассирующим (управляющим трассировкой).
Анализирующим называется процесс, извлекающий события трассировки из потока с целью получения информации о поведении трассируемого приложения.
Одним из главных требований к системе трассировки является минимизация накладных расходов. Чтобы выполнить это требование, потоки трассировки, как правило, хранят только в оперативной памяти. Если нужно получить стабильную копию потока для последующего анализа, его следует сбросить в журнал трассировки, располагающийся в долговременной памяти.
В данный момент происходит сброс потока трассировки в журнал.
POSIX_TRACE_NOT_FLUSHING
В данный момент не происходит сброс потока трассировки в журнал.
В поле posix_stream_flush_error находится нуль, если последний сброс прошел нормально; в противном случае там хранится код первой случившейся при сбросе ошибки (информация о последующих ошибках теряется).
Поле posix_log_overrun_status содержит признак потери информации в журнале с двумя возможными значениями: POSIX_TRACE_OVERRUN и POSIX_TRACE_NO_OVERRUN.
Поле posix_log_full_status служит признаком заполненности журнала. Возможных значений, естественно, два: POSIX_TRACE_FULL и POSIX_TRACE_NOT_FULL.
При создании потока трассировки его атрибуты стандартным для POSIX-2001 образом извлекаются из атрибутного объекта. Стандартом предусмотрены следующие атрибуты:
- имя версии системы трассировки;
- имя потока трассировки;
- время создания потока трассировки;
- разрешающая способность часов, с помощью которых проставляются временные штампы;
- минимальное число байт, резервируемое для записи событий;
- правила обработки ситуации заполнения потока трассировки;
- максимальный размер (в байтах) записываемых в поток событий трассировки;
- признак наследования трассировки порожденными процессами;
- максимальный размер (в байтах) журнала трассировки, ассоциированного с потоком;
- правила обработки ситуации заполнения журнала трассировки.
И для потоков, и для журналов трассировки правила обработки ситуации заполнения могут сводиться к записи новых событий поверх самых старых (политика POSIX_TRACE_LOOP) или к приостановке трассировки (POSIX_TRACE_UNTIL_FULL). Кроме того, для потоков может быть предусмотрен сброс в журнал с последующей очисткой (политика POSIX_TRACE_FLUSH), а для для журналов – потенциально неограниченное расширение (POSIX_TRACE_APPEND).
Трассировка с записью в создаваемый поток может как наследоваться, так и не наследоваться порожденными процессами. Соответствующие значения признака наследования именуются POSIX_TRACE_INHERITED и POSIX_TRACE_CLOSE_FOR_CHILD.
В заключение раздела еще раз подчеркнем важные достоинства, которыми обладает механизм трассировки.
- В большинстве случаев трассировка приложения допустимым образом влияет на временные характеристики его выполнения, поэтому трассировку можно применять в штатном режиме функционирования.
- Трассировка позволяет отразить поведение программы, состоящей из произвольного числа сущностей.
- Трассировка позволяет унифицировать механизм сообщений о поведении приложения. Она является готовым решением по организации такого механизма.
Можно рекомендовать максимально широкое использование средств трассировки в процессе разработки и эксплуатации прикладных программ. Целесообразно с самого начала разработки программ встраивать в них генерацию (по возможности эффективную, без лишних накладных расходов) пользовательских событий во всех ошибочных и необычных ситуациях.
Разумеется, общее число генерируемых событий, включая системные, велико, однако разумное применение средств фильтрации и сброса в журнал позволяет смягчить эту проблему.
