PerfView專題 (第一篇):如何尋找 C# 熱點函數

来源:https://www.cnblogs.com/huangxincheng/archive/2022/08/11/16575098.html
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一:背景 準備開個系列來聊一下 PerfView 這款工具,熟悉我的朋友都知道我喜歡用 WinDbg,這東西雖然很牛,但也不是萬能的,也有一些場景他解決不了或者很難解決,這時候藉助一些其他的工具來輔助,是一個很不錯的主意。 很多朋友喜歡在項目中以記錄日誌的方式來監控項目的流轉情況,其實 CoreCL ...


一:背景

準備開個系列來聊一下 PerfView 這款工具,熟悉我的朋友都知道我喜歡用 WinDbg,這東西雖然很牛,但也不是萬能的,也有一些場景他解決不了或者很難解決,這時候藉助一些其他的工具來輔助,是一個很不錯的主意。

很多朋友喜歡在項目中以記錄日誌的方式來監控項目的流轉情況,其實 CoreCLR 也是這樣的,參考如下代碼:


void gc_heap::fix_allocation_context (alloc_context* acontext, BOOL for_gc_p,
                                      BOOL record_ac_p)
{
    dprintf (3, ("Fixing allocation context %Ix: ptr: %Ix, limit: %Ix",
                 (size_t)acontext,
                 (size_t)acontext->alloc_ptr, (size_t)acontext->alloc_limit));
}

void gc_heap::background_sweep()
{
    //concurrent_print_time_delta ("finished with mark and start with sweep");
    concurrent_print_time_delta ("Sw");
    dprintf (2, ("---- (GC%d)Background Sweep Phase ----", VolatileLoad(&settings.gc_index)));

    //block concurrent allocation for large objects
    dprintf (3, ("lh state: planning"));
}

void gc_heap::background_ephemeral_sweep()
{
    dprintf (3, ("bgc ephemeral sweep"));
}

那這些日誌會送到哪裡去呢,當然是 Windows 的 ETW 了,那有什麼工具可以方便提取呢? PerfView 就是這麼其中一款。

這一篇我們做一個 CPU 爆高的場景下如何尋找 熱點函數 的例子,看看如何用 PerfView 去挖。

二:PerfView 尋找熱點函數

很多場景下的 CPU 高,是因為某個或者某幾個線程在高頻的執行某個方法,有可能是死迴圈,有可能是陷入了CPU密集型方法內,解決這個問題一個好的思路就是對 CPU 進行採樣,比如我的 12 核電腦。


0:000> !cpuid
CP  F/M/S  Manufacturer     MHz
 0  6,5,2                  2592
 1  6,5,2                  2592
 2  6,5,2                  2592
 3  6,5,2                  2592
 4  6,5,2                  2592
 5  6,5,2                  2592
 6  6,5,2                  2592
 7  6,5,2                  2592
 8  6,5,2                  2592
 9  6,5,2                  2592
10  6,5,2                  2592
11  6,5,2                  2592

1. 如何採樣

採樣的原理就是周期性的去看下當前的 CPU 核中運行的幾個線程正在執行什麼方法, 當採樣到了幾萬個或者幾十萬個樣本之後,就可以對這些採集到的方法進行分組排序來找到 topN,那些 TopN 的方法自然就是導致 CPU 爆高可能的誘因。

windbg 有一個 !running 命令可以用來顯示當前處理器中正在運行的線程。


lkd> !running

System Processors:  (0000000000000fff)
  Idle Processors:  (000000000000065e)

       Prcbs             Current         (pri) Next            (pri) Idle
  0    fffff80268a33180  ffffaf8ec9bd8080 (15)                       fffff8026b526600  ................
  5    ffffd900e1700180  ffffaf8eca36b080 ( 8)                       ffffd900e170b340  ................
  7    ffffd900e1900180  ffffaf8ec2f18080 ( 8)                       ffffd900e190b340  ................
  8    ffffd900e1a00180  ffffd900e1a0b340 ( 0)                       ffffd900e1a0b340  ................
 11    ffffd900e1d00180  ffffaf8eb6bee080 ( 8)                       ffffd900e1d0b340  ................
 

接下來寫一個程式,讓其中一個線程無限迴圈,然後通過 PerfView 去找這個熱點。


    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Task.Run(() => Test1());    //Test1 故意死迴圈
            Task.Run(() => Test2());    //Test2 是一個正常函數

            Console.WriteLine("我是主線程!");
            Console.ReadLine();
        }

        static void Test1()
        {
            var i = 10;
            var b = true;

            while (i > 0)
            {
                b = !b;
            }
        }

        static void Test2()
        {
            for (int i = 0; i < 10000; i++)
            {
                var j = string.Join(",", Enumerable.Range(0, 100));
            }

            Console.WriteLine("Test執行結束");
        }
    }

2. 使用 PerfView 採樣

點擊菜單中的 Collect -> Collect ,彈出如下麵板。

在這個面板中,選中如下幾項。

1)CPU Samples:

設置對 CPU 進行採樣。

2)CPU Sample Interval Msec

設置採樣的頻次是 1ms/次。

3)Max Collect Sec

設置總共採樣多少秒,這裡設置為 15 秒。

4).NET Symbol Collection

用來從微軟符號伺服器上拉取符號,和採樣無關哈。

上面都設置完畢後,就可以點擊 Start Collection 採集了,不出意外的話,15s 之後你就會看到如下的截圖。

接下來點擊 CPU Stacks,在彈出的面板中選中我們的 程式,雙擊之後就可以打開如下麵板。

從圖中可以看到,當前採樣了 15622 個樣本,符合 15 * 1000 ,接下來把上面的 GroupPats 預設分組給清掉,截圖如下:

從圖中可以看到當前 Test1() 方法在 15622 個樣本中占比 97.9%,命中次數高達 15290 次,很明顯這是一個絕對的 熱點函數,接下來就是翻源碼為什麼 Test1 這麼高頻?

如果你想看雞肋的 火焰圖,可以點擊 Flame Graph 列表項。

好了,本篇就先聊這麼多吧。


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