perf ,比较好的一个程序性能测试工具

perf ,比较好的一个程序性能测试工具

面对一个问题程序,最好采用自顶向下的策略。先整体看看该程序运行时各种统计事件的大概,再针对某些方向深入细节。而不要一下子扎进琐碎细节,会一叶障目的。

对于优化自己写的代码,cpu bound 型 和 IO bound 型是不一样的:

  • cpu bound 型:所谓cpu bound型指的是程序大部分时间都在使用CPU。
  • IO bound 型:由cpu bound型的定义就不难推出了。

perf stat 命令用于统计进程总体的信息

    /*******************************************************************************/
    $ perf stat ./Joseph_ring
     Performance counter stats for './Joseph_ring':
    
             19.755435 task-clock                #    0.000 CPUs utilized          
                   429 context-switches          #    0.022 M/sec                  
                     5 CPU-migrations            #    0.000 M/sec                  
                   137 page-faults               #    0.007 M/sec                  
            27,255,530 cycles                    #    1.380 GHz                    
         <not counted> stalled-cycles-frontend 
         <not counted> stalled-cycles-backend  
             6,521,404 instructions              #    0.24  insns per cycle        
             1,157,604 branches                  #   58.597 M/sec                  
               161,429 branch-misses             #   13.95% of all branches        
    
         439.901478124 seconds time elapsed
    /*******************************************************************************/

task-clock:CPU 利用率,该值高,说明程序的多数时间花费在 CPU 计算上而非 IO。

Context-switches:进程切换次数,记录了程序运行过程中发生了多少次进程切换,频繁的进程切换是应该避免的。

Cache-misses:程序运行过程中总体的 cache 利用情况,如果该值过高,说明程序的 cache 利用不好

CPU-migrations:表示进程 t1 运行过程中发生了多少次 CPU 迁移,即被调度器从一个 CPU 转移到另外一个 CPU 上运行。

Cycles:处理器时钟,一条机器指令可能需要多个 cycles

Instructions: 机器指令数目。

IPC:是 Instructions/Cycles 的比值,该值越大越好,说明程序充分利用了处理器的特性。

branches:待查

branch misses:待查

perf top 命令可查看系统的实时信息

例如系统中最耗时的内核函数或某个用户进程:


    /*******************************************************************************/
    $perf top
    
                 samples  pcnt function                       DSO
    
                 _______ _____ ______________________________ __________________
    
    
    
                  133.00  9.4% system_call                    [kernel.kallsyms] 
    
                  126.00  8.9% __ticket_spin_lock             [kernel.kallsyms] 
    
                   49.00  3.5% schedule                       [kernel.kallsyms] 
    
                   49.00  3.5% __ticket_spin_unlock           [kernel.kallsyms] 
    
                   43.00  3.0% pthread_mutex_lock             libpthread-2.13.so
    
                   40.00  2.8% _nv027676rm                    [nvidia]          
    
                   40.00  2.8% __pthread_mutex_unlock_usercnt libpthread-2.13.so
    
                   38.00  2.7% __memset_sse2                  libc-2.13.so      
    
                   32.00  2.3% unix_poll                      [kernel.kallsyms] 
    
                   25.00  1.8% __sincos                       libm-2.13.so      
    
                   24.00  1.7% update_curr                    [kernel.kallsyms] 
    
                   24.00  1.7% sched_clock_local              [kernel.kallsyms] 
    
    /**********************************************************************************/
    
### **perf record** 

记录单个函数级别的统计信息,并使用 perf report 来显示统计结果,以此可以找到热点:

    /**********************************************************************************/
    # Events: 46  cpu-clock
    
    #
    
    # Overhead      Command      Shared Object                  Symbol
    
    # ........  ...........  .................  ......................
    
    #
    
        63.04%  Joseph_ring  [kernel.kallsyms]  [k] 0xc10e7ef2
    
         6.52%  Joseph_ring  libc-2.13.so       [.] __GI_vfprintf
    
         4.35%  Joseph_ring  libc-2.13.so       [.] __printf
    
         4.35%  Joseph_ring  libc-2.13.so       [.] _IO_new_file_xsputn
    
         2.17%  Joseph_ring  libc-2.13.so       [.] _itoa_word
    
    /**********************************************************************************/

perf record -e cpu-clock -g 给出函数的调用关系,以便于找到次级热点:

    /**********************************************************************************/
    
    # Events: 47  cpu-clock
    
    #
    
    # Overhead      Command      Shared Object                  Symbol
    
    # ........  ...........  .................  ......................
    
    #
    
        72.34%  Joseph_ring  [kernel.kallsyms]  [k] 0xc11017a7
    
                |
    
                --- 0xc150a125
    
                   |          
    
                   |--33.33%-- 0xc105e3a7
    
                   |          0xc105e4f6
    
    
    /**********************************************************************************/
三木