如何找到在Linux上运行的C++应用程序中运行缓慢的代码区域?


当前回答

还值得一提的是

HPC工具包(http://hpctoolkit.org/)-开源,适用于并行程序,并具有一个GUI,可通过该GUI以多种方式查看结果英特尔VTune(https://software.intel.com/en-us/vtune)-如果你有英特尔编译器,这很好τ(http://www.cs.uoregon.edu/research/tau/home.php)

我使用过HPCToolkit和VTune,它们在寻找帐篷中的长极点方面非常有效,并且不需要重新编译代码(除了必须在CMake中使用-g-O或RelWithDebInfo类型的内置来获得有意义的输出)。我听说TAU的能力类似。

其他回答

由于没有人提到Arm MAP,我想补充一下,因为我个人已经成功地使用了MAP来描述C++科学程序。

Arm MAP是并行、多线程或单线程C、C++、Fortran和F90代码的分析器。它提供了深入的分析和对源代码线的瓶颈定位。与大多数评测器不同,它被设计为能够评测pthreads、OpenMP或MPI的并行和线程代码。

MAP是商业软件。

这是对Nazgob Gprof回答的回应。

过去几天我一直在使用Gprof,已经发现了三个重要的限制,其中一个是我在其他地方还没有看到过的:

它不能在多线程代码上正常工作,除非您使用变通方法调用图被函数指针弄糊涂了。示例:我有一个名为multithread()的函数,它使我能够在指定的数组上对指定的函数进行多线程处理(两者都作为参数传递)。然而,Gprof将所有对多线程()的调用视为等效的,以计算在孩子身上花费的时间。由于我传递给多线程()的一些函数花费的时间比其他函数长得多,所以我的调用图基本上是无用的。(对于那些想知道线程是否是这里的问题的人来说:不,多线程()可以选择,在这种情况下,只在调用线程上按顺序运行所有内容)。这里说“……调用数数字是通过计数而不是采样得出的。它们是完全准确的……”。然而,我发现我的调用图给了我5345859132+784984078作为对我调用最多的函数的调用统计数据,其中第一个数字应该是直接调用,第二个递归调用(都来自它本身)。因为这意味着我有一个bug,所以我在代码中加入了长(64位)计数器,并再次运行相同的程序。我的计数:5345859132个直接调用和78094395406个自递归调用。这里有很多数字,所以我要指出,我测量的递归调用是780亿,而Gprof是7.84亿:相差100倍。两次运行都是单线程和未优化的代码,一次是编译的-g,另一次是-pg。

这是在64位Debian Lenny下运行的GNUGprof(Debian的GNUBinutils)2.18.0.20080103,如果这对任何人都有帮助的话。

编译和链接代码并运行可执行文件时,请使用-pg标志。执行此程序时,分析数据收集在文件a.out中。有两种不同类型的分析

1-平面轮廓:通过运行命令gprog--flat profile a.out,可以获得以下数据-该功能所花费的总时间的百分比,-在包括和排除对子函数的调用的函数中花费了多少秒,-呼叫的数量,-每次通话的平均时间。

2-图形分析使用命令gprof--graph a.out获取每个函数的以下数据,其中包括-在每个部分中,一个函数都标有索引编号。-在函数上方,有一个调用该函数的函数列表。-在函数下面,有一个函数调用的函数列表。

要获取更多信息,请查看https://sourceware.org/binutils/docs-2.32/gprof/

事实上,没有多少人提到google/基准测试,这有点让人惊讶,虽然固定代码的特定区域有点麻烦,特别是如果代码库有点大的话,但是我发现这在与callgrind结合使用时非常有用

IMHO识别导致瓶颈的工件是这里的关键。不过,我会先尝试回答以下问题,然后根据这些问题选择工具

我的算法正确吗?有锁被证明是瓶颈吗?是否有一段特定的代码被证明是罪魁祸首?IO如何处理和优化?

valgrind与callgrind和kcachegrind的结合应该能对以上几点提供一个不错的估计,一旦确定某段代码存在问题,我建议做一个微基准测试——谷歌基准测试是一个很好的开始。

在工作中,我们有一个非常好的工具,它可以帮助我们监控我们想要的日程安排。这已多次有用。

它是用C++编写的,必须根据您的需要进行定制。不幸的是,我不能共享代码,只有概念。您使用一个包含时间戳和事件ID的“大”易失性缓冲区,可以在死后或停止日志系统后转储(例如,将其转储到文件中)。

您检索包含所有数据的所谓大缓冲区,一个小接口解析它并显示带有名称(up/down+value)的事件,就像示波器使用颜色(在.hpp文件中配置)所做的那样。

您可以自定义生成的事件数量,以仅关注您所需的内容。它帮助我们解决了调度问题,同时根据每秒记录的事件数量消耗了所需的CPU数量。

您需要3个文件:

toolname.hpp // interface
toolname.cpp // code
tool_events_id.hpp // Events ID

其概念是在tool_events_id.hpp中定义如下事件:

// EVENT_NAME                         ID      BEGIN_END BG_COLOR NAME
#define SOCK_PDU_RECV_D               0x0301  //@D00301 BGEEAAAA # TX_PDU_Recv
#define SOCK_PDU_RECV_F               0x0302  //@F00301 BGEEAAAA # TX_PDU_Recv

您还可以在toolname.hpp中定义一些函数:

#define LOG_LEVEL_ERROR 0
#define LOG_LEVEL_WARN 1
// ...

void init(void);
void probe(id,payload);
// etc

代码中可以使用的任何位置:

toolname<LOG_LEVEL>::log(EVENT_NAME,VALUE);

probe函数使用几条装配线尽快检索时钟时间戳,然后在缓冲区中设置一个条目。我们还有一个原子增量来安全地找到存储日志事件的索引。当然,缓冲区是圆形的。

希望这个想法不会因为缺少示例代码而混淆。