vLua

Lua 虚拟机 C 函数级采样分析工具

简介

把 Lua VM 内部 C 函数（如 luaH_getshortstr、luaH_newkey、internshrstr 等）的 CPU 消耗精确归因到 Lua 源码行，并输出完整调用栈。

perf 能看到 luaH_getshortstr 占 13% CPU，但看不到是哪些 Lua 代码在贡献这 13%。vLua 解决的就是这个问题。

特性

• 精准，SIGPROF 定时采样 + PC 范围判断，只在目标 C 函数执行时捕获 Lua 调用栈
• 轻量，100Hz 采样下 overhead ≈ 0.03%，可长期常开
• 安全，signal handler 内就地解析，ring buffer 只存值类型不存指针；SIGSEGV trampoline 兜底，热更期间不会崩
• 兼容，输出 pLua 格式的 .pro 文件，可直接用 pprof、火焰图 工具链分析
• 灵活，目标函数名作为参数传入，可以分析任意 Lua VM 内部 C 函数

编译

./build.sh

输出 bin/libvlua.so 及 tools/vlua、tools/png。

使用

修改 Lua 代码

local v = require "libvlua"

-- 参数1：要采样的 C 函数名
-- 参数2：采样结果文件（pLua 兼容的二进制格式）
v.start("luaH_getshortstr", "call.pro")

do_some_thing()

-- 结束采样，返回文本摘要报告
local text = v.stop()
print(text)

或者用 hookso 注入

# a) 获取进程中的 lua_State 指针，比如进程的 xxx.so 调用了 lua_settop(L)，取第一个参数
./hookso arg $PID xxx.so lua_settop 1
# 输出: 123456

# b) 加载 libvlua.so
./hookso dlopen $PID ./libvlua.so

# c) 开启采样，等价于 lrealstart(L, "luaH_getshortstr", "./call.pro")
./hookso call $PID libvlua.so lrealstart i=123456 s="luaH_getshortstr" s="./call.pro"

# d) 关闭采样，等价于 lrealstop(L)
./hookso call $PID libvlua.so lrealstop i=123456

生成可视化结果

cd tools
./show.sh ../test

或手动：

./vlua -i call.pro -pprof call.prof
./pprof --collapsed call.prof 2>/dev/null > call.fl
./flamegraph.pl call.fl > call.svg

示例

模拟 table get-by-string 热点场景（深嵌套 player.role.battle.stat.kill 等链式访问），采样 luaH_getshortstr：

调用图

v.stop() 返回的文本摘要

Top hotspots (source:line -> count, pct of analysable)
   count       pct  location
     152    31.67%  @test_getstr.lua:24     -- calc_damage: player.role.battle.weapon.damage = ...
     131    27.29%  @test_getstr.lua:36     -- update_kill: player.role.battle.stat.kill = ...
      63    13.12%  @test_getstr.lua:49     -- update_pos: player.role.pos.y = ...
      57    11.88%  @test_getstr.lua:48     -- update_pos: player.role.pos.x = ...
      42     8.75%  @test_getstr.lua:30     -- calc_ammo: player.role.battle.weapon.ammo = ...
      18     3.75%  @test_getstr.lua:42     -- update_death: player.role.battle.stat.death = ...
      17     3.54%  @test_getstr.lua:55     -- check_bag: player.role.bag.capacity
      ...

注意事项

• 二进制不要 strip，luaH_getshortstr 等 static 符号只在 .symtab 中
  • 验证：nm <binary> | grep luaH_getshortstr
• 热更期间可以常开，不会崩（三层防护：值类型 Sample + 指针校验 + SIGSEGV trampoline）
• 当前假设单 Lua VM（g_L），多 lua_State 场景需要扩展

其他

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