カーネル挙動を追尾する「DTrace」の実力：OS選択の新常識（1/8 ページ）

Solaris 10の強化機能としてクローズアップされることが多い「DTrace」。さまざまなサービスが並列稼働する基幹サーバでは、カーネル挙動によってボトルネックを判断することも多い。DTraceは、解決するための打開策となるのか？　実例サンプルで検証していく。

[大澤文孝，ITmedia]

　Solaris 10の目玉となる機能のひとつに、実行中のサーバ情報をいつでも取得できる「DTrace」がある。DTraceは、稼働サーバ上で思うようなパフォーマンスが得られなかったり、トラブルが生じた際に原因究明するのに役立つ機能だ。この「OS選択の新常識」Solaris特集では、DTraceを使うと具体的にどのような情報を取得でき？　どのようなシーンで役立つのか？　その実例を解説していくことにしよう。

DTraceの仕組み

　まずは簡単に、DTraceの仕組みから説明する。

　Solaris 10の内部には、「プローブ」と呼ばれる約3万個所のデータ観測ポイントが用意されている。そして、このプローブを提供するプログラムのことを「DTraceプロバイダ」と呼ぶ。DTraceプロバイダは、表1に示すいくつかのカテゴリに分類されているのだ。

プロバイダ	提供される主な情報
dtrace	DTraceの開始時や終了時、エラー発生時などにイベントが発生するプローブ。後述のDスクリプトでプログラムするときに、初期化処理や終了処理、エラー処理などを記述する時に用いる
lookstat	ロック状態が変化した時にイベント発生するプローブ
profile	一定時間ごとにタイマイベントを発生するプローブ。定期的に値を集計したい時などに用いる
fbt	Function Boundary Tracing。カーネル内部の関数への突入／退出ごとにイベントを発生するプローブ
syscall	システムコールへの突入／退出ごとにイベント発生するプローブ
sbt	Statically Defined Tracing。アプリケーション定義のプローブ。アプリケーション開発者があらかじめsys/sdt.hにある関数群を呼び出し、DTraceのイベントを発生させるように構成する時、該当ルーチンを通過するとイベント発生する
sysinfo	カーネルのステータス情報（kstat -n sysで取得できる情報）を提供するプローブ
vminfo	カーネルの仮想メモリ情報（kstat -n vmで取得できる情報）を提供するプローブ
proc	プロセスの生成、終了、シグナル受信などが発生した時にイベント発生するプローブ
sched	CPUスケジューリングに関する情報を提供するプローブ
io	ディスク入出力情報に関するプローブ。iostatコマンドで取得できる情報を提供する
mib	Management Information Bases（MIB）情報を提供するプローブ。kstat -nやnetstatコマンドで取得できる情報を提供する
fpuinfo	SPARCプロセッサのFPUシミュレート機能状態を提供するプローブ
pid	任意のプロセスIDをもつプロセス内の指定した位置の関数への突入／退出ごとにイベントを発生するプローブ
plockstat	プロセスのロック状態を知らせるプローブ
fasttrap	ユーザープロセスがDTraceを呼び出すときに、そのユーザープロセスに対してデータを流し込むためのハンドラ。現状では利用されない

表1■DTraceプロバイダ種別

　プローブから何か情報を得るためには、dtraceコマンドを用いる。dtraceコマンドを始めとするプローブから情報所得するプログラムを「DTraceコンシューマ」という。

　DTraceコンシューマを使ってプローブを活性化すると、プローブ部分を通過した時にDTraceコンシューマがコールバックされる仕組みだ。この時、引数としてプローブからの情報が渡される。

　つまりDTraceとは、あらかじめプローブに対して「該当部分を通過したら通知してほしい」などと登録することにより、カーネルや実行中のアプリケーションをリアルタイムにトレースする機能なのだ（図1）。

図1■DTraceの仕組み

　各種DTraceプロバイダは、標準で組み込まれており、DTraceを使う時にカーネルやアプリケーションを再コンパイルする必要はない。

　なお標準では、DTraceを利用できるユーザーは、rootユーザーのみに制限されている。これは、プローブからメモリへの読み書きや送受信されているデータ（キー入力も含む）を覗き見ることができるため、セキュリティ上好ましくないためだ（実際に後の例で、ファイルへの書き込みを覗き見る方法を例として説明する）。