profiling - 如何使用谷歌性能工具

标签 profiling gperftools

我刚开始使用 google 性能工具(ubuntu 中的 google-perftoolslibgoogle-perftools4 包),我发誓我在谷歌上搜索了大约一天,但没有找到答案!!
问题是我没有通过 CPU 分析获得所有函数的结果。这是我的代码:

#include "gperftools/profiler.h"
#include <iostream>
#include <math.h>
using namespace std;
void bar()
{
        int a,b,c,d,j,k;
        a=0;
        int z=0;
        b = 1000;
        while(z < b)
        {
                while (a < b)
                {
                        d = sin(a);
                        c = cos(a);
                        j = tan(a);
                        k = tan(a);
                        k = d * c + j *k;
                        a++;
                }
                a = 0;
                z++;
        }
}
void foo()
{
        cout << "hey " << endl;
}

int main()
{
        ProfilerStart("/home/mohammad/gperf/dump.txt");

        int a = 1000;
        while(a--){foo();}
        bar();
        ProfilerFlush();
        ProfilerStop();
}

编译为 g++ test.cc -lprofiler -o a.out
这就是我运行代码的方式:
CPUPROFILE=dump.txt ./a.out

我也试过这个:
CPUPROFILE_FREQUENCY=10000 LD_PRELOAD=/usr/local/lib/libprofiler.so.0.3.0 CPUPROFILE=dump.txt ./a.out

这就是我从 google-pprof --text a.out dump.txt 得到的:
Using local file ./a.out.
Using local file ./dump.txt.
Total: 22 samples
8  36.4%  36.4%        8  36.4% 00d8cb04
6  27.3%  63.6%        6  27.3% bar
3  13.6%  77.3%        3  13.6% __cos (inline)
2   9.1%  86.4%        2   9.1% 00d8cab4
1   4.5%  90.9%        1   4.5% 00d8cab6
1   4.5%  95.5%        1   4.5% 00d8cb06
1   4.5% 100.0%        1   4.5% __write_nocancel
0   0.0% 100.0%        3  13.6% __cos

但是没有关于 foo 函数的信息!

我的系统信息:
Ubuntu 12.04
克++ 4.6.3

仅此而已!

最佳答案

TL;博士:foo是快速和小型获取分析事件,再运行 100 次。频率设置有误,pprof不会比 CONFIG_HZ(通常为 250)更频繁地采样。最好切换到更现代的 Linux perf分析器( tutorial from its authorswikipedia )。

长版:

您的 foo函数太短太简单 - 只需调用两个函数。使用 g++ test.cc -lprofiler -o test.s -S -g 编译测试, 过滤 test.sc++filt使 C++ 名称可读的程序:

foo():
.LFB972:
        .loc 1 27 0
        pushq   %rbp
        movq    %rsp, %rbp
        .loc 1 28 0
        movl    $.LC0, %esi
        movl    std::cout, %edi
        call    std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::operator<< <std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&, char const*)
        movl    std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::endl<char, std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&), %esi
        movq    %rax, %rdi
        call    std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::operator<<(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& (*)(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&))
        .loc 1 29 0
        popq    %rbp
        ret
.LFE972:
        .size   foo(), .-foo()

因此,要在配置文件中查看它,您应该运行 foo更多次,改变int a = 1000;主要是更大的东西,比如 10000 或更好的 100000(就像我在测试中所做的那样)。

您也可以修复不正确的“CPUPROFILE_FREQUENC=10000”以更正 CPUPROFILE_FREQUENCY (注意 Y )。我应该说 10000 对 CPUPROFILE_FREQUENCY 的设置太高了,因为它通常每秒只能生成 1000 或 250 个事件,具体取决于内核配置 CONFIG_HZ (大多数 3.x 内核有 250 个,检查 grep CONFIG_HZ= /boot/config* )。 pprof 中 CPUPROFILE_FREQUENCY 的默认设置为 100。

我在 Ubuntu 14.04 上使用 bash 脚本测试了 CPUPROFILE_FREQUENCY: 100000, 10000, 1000, 250 的不同值
for a in 100000 100000 10000 10000 1000 1000 300 300 250 250; do 
   echo -n "$a "; 
   CPUPROFILE_FREQUENCY=$a CPUPROFILE=dump$a.txt ./test >/dev/null;
done

结果是相同的 120-140 个事件和每个 ./test 大约 0.5 秒的运行时间,因此来自 google-perftools 的 cpuprofiler 每秒无法为单线程执行比内核中设置的 CONFIG_HZ 多的事件(我有 250 个)。
100000 PROFILE: interrupts/evictions/bytes = 124/1/6584
100000 PROFILE: interrupts/evictions/bytes = 134/0/7864
10000 PROFILE: interrupts/evictions/bytes = 125/0/7488
10000 PROFILE: interrupts/evictions/bytes = 123/0/6960
1000 PROFILE: interrupts/evictions/bytes = 134/0/6264
1000 PROFILE: interrupts/evictions/bytes = 125/2/7272
300 PROFILE: interrupts/evictions/bytes = 137/2/7984
300 PROFILE: interrupts/evictions/bytes = 126/0/7216
250 PROFILE: interrupts/evictions/bytes = 123/3/6680
250 PROFILE: interrupts/evictions/bytes = 137/2/7352

与原始 a=1000 foo并且 cout 的函数运行速度太快,无法在每次运行中获取任何分析事件(即使是 250 个事件/秒),因此您没有 foo ,也没有任何输入/输出功能。在少量运行中,__write_nocancel可能有采样事件,然后foo和来自 libstdc++ 的 I/O 函数将被报告(某处不在最顶部,所以使用 --text 选项 pprofgoogle-pprof )具有零自身事件计数和非零子事件计数:
 ....
   1   0.9%  99.1%        1   0.9% __write_nocancel
 ....
   0   0.0% 100.0%        1   0.9% _IO_new_file_overflow
   0   0.0% 100.0%        1   0.9% _IO_new_file_write
   0   0.0% 100.0%        1   0.9% __GI__IO_putc
   0   0.0% 100.0%        1   0.9% foo
   0   0.0% 100.0%        1   0.9% new_do_write
   0   0.0% 100.0%        1   0.9% std::endl
   0   0.0% 100.0%        1   0.9% std::ostream::put

a=100000 , foo 仍然太短太快,无法获得自己的事件,但 I/O 函数得到了几个。这是我从长 --text 中找到的列表输出:
  34  24.6%  24.6%       34  24.6% __write_nocancel

   1   0.7%  95.7%       35  25.4% __GI__IO_fflush
   1   0.7%  96.4%        1   0.7% __GI__IO_putc
   1   0.7%  97.8%        2   1.4% std::operator<< 
   1   0.7%  98.6%       36  26.1% std::ostream::flush
   1   0.7%  99.3%        2   1.4% std::ostream::put
   0   0.0% 100.0%       34  24.6% _IO_new_file_sync
   0   0.0% 100.0%       34  24.6% _IO_new_file_write
   0   0.0% 100.0%       40  29.0% foo

   0   0.0% 100.0%       34  24.6% new_do_write

   0   0.0% 100.0%        2   1.4% std::endl

仅感谢 pprof 才能看到零自有计数器的函数读取调用链的能力(如果没有省略帧信息,它知道谁调用了获取样本的函数)。

我还可以推荐更现代、更强大(软件和硬件事件,高达 5 kHz 频率或更高;用户空间和内核分析)和更好的支持的分析器,Linux perf分析器( tutorial from its authorswikipedia )。

有结果来自 perfa=10000 :
$ perf record  ./test3  >/dev/null
 ... skip some perf's spam about inaccessibility of kernel symbols 
 ... note the 3 kHz frequency here VVVV
Lowering default frequency rate to 3250. 
Please consider tweaking /proc/sys/kernel/perf_event_max_sample_rate.
[ perf record: Woken up 1 times to write data ]
[ perf record: Captured and wrote 0.078 MB perf.data (~3386 samples) ]

查看来自 perf.data 的文本报告我将使用较少的输出文件(因为 perf report 默认启动交互式配置文件浏览器):
$ perf report |less
... skip some extra info about the machine, kernel, and perf starting command
# Samples: 1K of event 'cycles'
# Event count (approx.): 1155264208
# Overhead   Command   Shared Object          Symbol
    41.94%    test3  libm-2.19.so         [.] __tan_sse2                                                                                                                                                                    
    16.95%    test3  libm-2.19.so         [.] __sin_sse2    
    13.40%    test3  libm-2.19.so         [.] __cos_sse2                                                                                                                                                                    
     4.93%    test3  test3                [.] bar()                                                                                                                                                                         
     2.90%    test3  libc-2.19.so         [.] __GI___libc_write    
....
     0.20%    test3  test3                [.] foo()                                                                                                                                                                         

perf report -n | less查看原始事件(样本)计数器:
# Overhead       Samples  Command        Shared Object 
    41.94%           663    test3  libm-2.19.so         [.] __tan_sse2                                                                                                                                                                    
    16.95%           268    test3  libm-2.19.so         [.] __sin_sse2   
    13.40%           212    test3  libm-2.19.so         [.] __cos_sse2                                                                                                                                                                    
     4.93%            78    test3  test3                [.] bar()                                                                                                                                                                         
     2.90%            62    test3  libc-2.19.so         [.] __GI___libc_write     
 ....
     0.20%             4    test3  test3                [.] foo()                                                                                                                                                                         

关于profiling - 如何使用谷歌性能工具,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/10874308/

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