PC性能监测工具，软件测试人员不可或缺的好帮手

Posted 2022-08-03 软件测试呀

前言

在计算机使用过程中，常有人会问：为什么我的CPU利用率接近100%？为什么可用内存不断减少？

幸运的是，Windows性能工具包为我们提供了帮助。是什么应用程序的锅，我们使用该性能工具一探究竟。

一、 Windows性能工具包简介

(1) Windows性能工具包(Windows Performance Toolkit，简称WPT)有两个主要组件：Windows Performance Recorder(WPR)和Windows Performance Analyzer(WPA);

(2) WPR用来追踪CPU使用率、磁盘I/O、文件、网络、GPU活动、电源使用情况等，借助ETW技术框架实现，将以上信息保存在ETL文件中;

(3) WPA辅助WPR使用，用来可视化分析ETL文件，从而确定系统性能瓶颈。

二、Windows性能工具包安装

2.1 下载

下载安装Windows ADK得到 Windows 性能工具包 (WPT)，https://docs.microsoft.com/en-us/archive/blogs/pigscanfly/xperf-a-new-tool-in-the-windows-sdk

2.2 安装

(1) 默认安装路径：C:\\Program Files (x86)\\Windows Kits\\8.1\\WindowsPerformance Toolkit

(2) 安装文件：
(3) 文件简介

wpa.exe —解析ETL文件，并图形化、表格化展示。

wpaexporter.exe —导出ETL文件的解析结果成文本格式。

wpr.exe —记录ETW产生的数据，命令行模式。

WPRUI.exe —记录ETW产生的数据，图形化界面，更友好。

xperf.exe —早期版本WPT的核心组件，所以现在习惯将WPT称为XPerf。XPerf的功能类似于wpr+wpaexporter，可以记录ETW产生的数据，也可以导出结果到文本。

xperfview.exe —早期版本WPT中的分析工具，功能和现在的WPA一样，WPT从版本8以后已经没有这个exe了。在WinXP上只能使用旧版的XPerf，而且建议用对应的xperfview打开分析。

三、Windows性能工具包工作原理

3.1 WPR工作原理——ETW技术框架

CONTROLLERS：启动和停止Events发送，以及log路径和大小设置，以及Provider的选择允许；WPR就是一个Controllers，它会使用StartTrace等API来开启信息追踪。

PROVIDERS：不同类型的Event产生者。例如线程、网络、I/O、CPU、内存等各种Provider，它会使用WriteEvent来记录信息。

CONSUMERS：已产生Event的使用者；WPA就是使用者，用来做可视化分析，它会解析logfile以获取结果。

3.2 WPA工作原理——DataTable

Key area：用这一组维度数据作为统计关键字，通常需要正确搭配，例如Process可以搭配Thread。

Data area：数据统计区，这里可以是消耗时间costtime、次数等。

Graphing element area：绘制区，这里可以是时间间隔duringtime、权重占比Weight等。

四、Windows性能工具实例分析

4.1 WPR追踪获取信息

4.1.1 WPR命令简介

WPR的使用是通过命令行的形式来完成的。常见的命令如下：

-start [SessionName]：需要启动的Session Name，只记录kernel logging的话Name可以为空-on Flags|Groups：指定需要开启的provider flags or groups，通过加号(+)分隔 -f filename：指定写入的文件名字，Kernel trace默认是Kernel.etl, user trace默认是User.etl -maxfile Size：限定日志文件的大小，单位MB -filemode Mode：指定文件写入模式，默认是"Sequential"，还有"Circular", “Append”,“NewFile”-stackwalk flags|@file：开启call stack的记录

4.1.2 生成ETL文件

使用xperf-on DiagEasy开始收集系统性能信息；

使用xperf -d test.etl停止收集并将收集到的信息保存到etl文件中。

4.2 WPA分析获取结果

4.2.1 WPA分析界面简介

整体界面展示

双击生成的etl文件，可以看到WAP分析工具有6部分内容，分别是图像分析区(GraphExplorer)、时间轴、诊断输出台(Diagnostics Console)、分析区(Analysis)、详细资料展示区(Details)及顶部工具栏，如下图：

图像展示区(GraphExplorer)

图像分析区主要是结果的管理区，可以看到每个项目有对应的下拉小三角，点击小三角，我们就可以看到每个项目下具体的结果展示。

System Activity：系统活动，里面主要是进程线程的生命周期，原始事件等等内容；

Computation：记录了CPU的各项活动；

Storage：记录了磁盘的活动和文件的操作；

Memory：记录了系统内存的变化。
分析区（Analysis)

分析区主要展示了具体的分析结果，包括主要的Series(进程序列)、性能折线图、具体各项分析的tab表。以CPU为例，双击CPU，就可以得到分析结果。

时间轴

时间轴是和Analysis相关联的，展示的是分析性能的时间line。一般情况下只显示一个时间轴，如果有多个不同时间段的Analysis，则会展示多个时间轴。

诊断输出台(DiagnosticsConsole)

和一般的控制台类似，主要是输出一些错误信息与log。
顶部工具栏

顶部工具栏主要是打开文件(File)、跟踪调试(Trace)、窗口创建(Window)及帮助(Help)。常用的为跟踪调试中配置加载符号文件(Symbol)。

4.2.2 WPA分析性能结果

分析性能结果主要是第一部分介绍的图像分析区(Graph Explorer)和分析区(Analysis)，以CPU为例进行分析。

STEP-1：展开Graph Explorer的Computation，双击CPU，可以看到如下图：

STEP-2：选择不同的展现形式

如果要看进程的CPU信息，则标签序列、底部tab都是以进程展示的，下拉选择最后一项：
如果要看每个CPU处理器的信息，则选择倒数第二项：

展开可看到每个CPU下的不同的进程信息：

STEP-3：选择好具体要展现的形式之后，我们选择需要的图表展示

默认选择的是折线图，可以更改其他类型的图表展示方式，具体视情况而定 :

STEP-4：选择需要展示的内容

在Analysis分析区，我们可以选择展示的内容，比如只想看图表变化图、tab分析表和图表变化图、只看tab分析表等，如下图：

注：一般建议使用图形加tab表，可以帮助更好的分析结果。

STEP-5：分析结果

以SogouExplorer.exe为例，我们想看在统计周期内的CPU变化情况，就可以找到对应的标签颜色，分析折线图，如下图：
我们想看在统计周期内，进程总共占用多少资源，可以在tab表中找到是SogouExplorer.exe进程的，将所有的CPU资源占用情况求和：

五、踩过的坑

WPR的启动、配置、解析有很多参数，不是很容易上手，这里说下几个踩过的坑。

(1) 版本问题

目前能下载到的版本有4.8 /6.3 /10.0，这几个版本的兼容性并不是很好，生成ETL文件后，一定注意要用同版本的WPR、WPA或是XPerfView去分析，用不同版本的话会有一些奇怪的问题，例如打开报错、看不到关键数据、闪退等。

(2) 工具兼容性问题

如果你正在使用ProcessMonitor或ProcessExplorer，需要先关闭它们再启动WPR，否则会报错，因为这两个工具也会通过ETW收集信息。

(3) 参数问题

WPR的启动参数很多，开的越多带来的额外系统开销也越多，ETL文件也越大。所以一定要按需配置，有针对性的开启需要的Provider。

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