性能调试工具

C++性能调试工具

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Ubuntu

使用valgrind进行命令行性能（所谓的性能就是指执行次数）检测，使用kcachegrind进行可视化检测；

1 前置条件

1.1 设置Vim环境

如何设置Vim的tab为4个空格：

vimrc路径：/etc/vim/vimrc。在最后一行添加：set ts=4即可完成tab变成4个空格

如何回车缩进变成4个空格：set smartindent

设置Vimrc

root权限进入/etc/vim 路径下面打开vimrc 在后面加入
set nu                    //显示行号
set autoindent        //自动缩进
set ts=4                //设置tab的值为四个空格
set expandtab # 缩进用空格表示或用tab表示noexpandtab
set list                   //显示隐藏字符
set sm                   //自动匹配} ] ) ,编程时用
set sw=6              //shift+>> 右移一次6个字符

source /etc/vim/vimrc刷新

额外

重新打开一个文本文件，就会发现tab键的缩进变成4个空格

附加要点： :f：显示当前文件名 :E：可以在底部显示当前文件所在目录下的所有文件名，还可以递归查看

剪切

快捷键方式：
dd：剪切光标所处当前行
n + dd：剪切光标所在行及以下共 n 行
按 p 粘贴在光标所在行

复制

快捷键方式：
yy：复制光标所处当前行
n + yy：复制光标所在行及以下共 n 行
按 p 粘贴在光标所在行

删除

快捷键方式：
dd：删除光标所处当前行
n + dd：删除光标所在行及以下共 n 行

退出

:w 保存但不退出
:wq 保存并退出
:q 退出
:q! 强制退出，不保存
:e! 放弃所有修改，从上次保存文件开始再编辑命令历史

显示特殊字符

:set list: 让vim显示空格、tab字符。tab键为^I,每行的结尾为$。

1.2 更新Ubuntu环境

更新数据源： sudo apt udpate
安装g++: sudo apt install g++
查看g++版本：g++ -v

2编写代码和检测

2.1 变成C++代码

    int accumulate(int begin, int end)
    {   
        int result = 0;
        for (int i = begin; i < end; i++) 
        {
            result += i;

        }

    }

    int accumulate0_10000()
    {
        return accumulate(0, 100000);
    }

    int acccumulate_0_20000()
    {
        return accumulate(0, 200000);
    }

    int main()
    {
        accumulate0_10000();
        accumulate0_20000();
    } 


    # 编译C++源码
    -g：添加gdb调试选项；
    -o0：关闭优化功能

    -c：只编译不链接，只生成目标文件；
    g++ -g ./foo.cpp -o0 foo

2.2 使用valgrind检测

    valgrind --tool=callgrind --dump-instr=yes ./foo

输出结果：

    ==9126== Callgrind, a call-graph generating cache profiler
    ==9126== Copyright (C) 2002-2017, and GNU GPL'd, by Josef Weidendorfer et al.
    ==9126== Using Valgrind-3.15.0 and LibVEX; rerun with -h for copyright info
    ==9126== Command: ./foo
    ==9126== 
    ==9126== For interactive control, run 'callgrind_control -h'.
    ==9126== 
    ==9126== Events    : Ir
    ==9126== Collected : 2229625
    ==9126== 
    ==9126== I   refs:      2,229,625

直接2229625次

2.3 使用kcachegrind可视化

sudo apt install kcachegrind

kcachegrind kcachegrind callgrind.out.10798 # callgrind.out.10798是valgrind在本地生成出的dump文件

安装之后，在当前目录下直接运行kcachegrind就会出现可视化效果

参考：https://blog.csdn.net/imred/article/details/100187923

2.4 生成流程图

把callgrind生成的性能数据转换成dot格式数据，使用dot把分析数据图形化；配合使用gprof2dot.py与dot工具，就可以知道函数的调用关系；

准备：

- 下载gprof2dot.tar.gz
附加：

- 查找Python在哪里：whereis python

3 适应平台

It works best on x86 and amd64, and unfortunately currently does not work so well on PowerPC, ARM, Thumb or MIPS code.

3.1性能分析valgrind之callgrind使用

命令格式：使用valgrind工具生成性能分析数据，命令格式如下

valgrind  --tool=callgrind ./test

说明：./test就是要分析的程序。

执行完毕后，就会在当前目录下生成一个文件。

如果你调试的程序是多线程，你也可以在命令行中加一个参数:
-separate-threads=yes
这样就会为每个线程单独生成一个性能分析文件。如下：
valgrind --tool=callgrind --separate-threads=yes ./test

性能分析命令

valgrind --tool=callgrind ./test_main --dump-instr=yes --trace-jump=yes
说明：
--tool=callgrind #使用callgrind工具
--dump-instr=yes # 可产生指令级的信息，该信息可以用kcachegrind可视化
--trace-jump=yes  # 或许应该写成:--collect jump=yes 用于分析更加详细的jump信息

场景
- 多线程性能分析

3附加

grind：英 /ɡraɪnd/ 美 /ɡraɪnd/ ：磨碎；磨快 granularity：英 /ˌɡrænjəˈlærəti/ 美 /ˈɡrænjʊˈlerəti/ ：n. 间隔尺寸，[岩] 粒度 instruction granularity：指令的粒度 profile data：剖面数据 profiler：英 /ˈprəʊfaɪlə(r)/ 美 /ˈproʊfaɪlər/ ：. 分析器，分析工具；仿形铣床；[测] 断面仪 heuristics ：英 /hjuˈrɪstɪks/ 美 /hjuˈrɪstɪks/ ：n. 启发法；启发式教学法