构建自己的分析器：如何捕捉事件？

Posted 2023-03-06

【中文标题】构建自己的分析器：如何捕捉事件？

【英文标题】：Building your own profiler: how to catch events?

【发布时间】：2011-07-25 14:17:54

【问题描述】：

我无法真正得到this question 的答案，所以我将尝试编写一个自定义的，虽然简单的分析器。只是开始：假设我需要在不重新编译的情况下找出运行我的代码的（以及哪个）核心。假设我还想捕捉给定函数的执行时间。最后，关于处理线程的任何想法？关于如何开始的任何其他提示？ C 是我选择的语言，我正在运行 Linux。谢谢。

编辑：我分析过的 Oprofile、CallGrind、Helgrind、gprof、papi、tau 和其他似乎不符合我的需求。

【问题讨论】：

您的需求是什么？请详细解释它们，甚至可以举例说明您想要得到什么。这是因为您将所有流行的分析器都列为“不符合您的需求”。

对，对不起。所以，我希望每个线程：时间、tid、运行的 cpu、线程状态等。

你想要“样品”吗，例如每 1 毫秒检查一次 CPU 上的线程是否处于活动状态以及哪个函数处于活动状态？

【参考方案1】：

我确定之前you've seen this。

我发现区分两个不同的目标很有帮助：

测量各种事情需要多长时间，以便您进行演示。作为本演示文稿的一部分，您可能会说“看起来 frob 例程花费了太多时间，或者被调用了太多次，建议我们尝试加快速度或少叫它。”

精确定位 1) 不必要且 2) 值得修复的代码或指令行，因为它们将节省很大一部分执行时间。

我怀疑总体目标是后者。 但要做到这一点，测量是一种非常间接的方法。 相反，您可以利用这样一个事实，即如果某些东西浪费了足够多的时间而值得一看，您可以通过拍摄程序状态的快照来简单地抓住它。

因此，您进行测量并不是为了找出需要时间的事情。 这需要时间这一事实正是它毫不含糊地暴露出来，不涉及建议。

Zoom is a profiler 以这种方式工作。 LTProf 也是如此。 我曾经构建过一个，但坦率地说，我认为手动方法，虽然更多的工作，is more effective，因为它让我更加思考为什么程序会做它正在做的事情。

【讨论】：

谢谢，迈克。是的，我会看到您链接到的第一个答案。我并不是真的想以通常意义上的寻找瓶颈的方式进行分析。我想要分析的是线程：它们在哪里执行、它们的状态（R、S、...）、正在消耗多少 CPU，等等。我想要一个线程的总体图景。我明白你在说什么。 “手工”劳动，但这就是我迄今为止一直在做的事情（我从事算法研究），我想要一个更通用的解决方案：我编写了一个 30 LOC 的算法，而分析又增加了 100+ LOC！谢谢。

@Dervin：lsstack 或 pstack 是否提供您想要的信息？它可以在一个单独的进程中循环运行。

pstack 必须附加到正在运行的进程，据我所知。我需要一个时间敏感的跟踪。我找不到lsstack。

@Dervin：看起来它可以处理bunch of processes/threads。

【参考方案2】：

你应该试试linux的性能https://perf.wiki.kernel.org/index.php/Tutorial 这个工具有来自内核的直接支持，并且知道页面错误、CPU 迁移、上下文切换（例如查看perf stat 输出）。此统计信息可以按进程或按 CPU 汇总。 perf record 可以像 oprofile 一样使用。

要添加简单的分析，您可以使用setitimer（采样信号是进程范围的）或timer_create（可以为线程安装定时器信号）。您无法直接获取有关线程使用的物理 cpu 数量的信息，但在每个示例中，您可以使用 getrusage 和 RUSAGE_THREAD 对每个线程运行时间。