使用PrefView監測.NET程式效能（二）：Perfview的使用

阿新 • • 發佈：2018-11-23

在上一篇部落格中，我們瞭解了對Windows及應用程式進行效能分析的基礎：Event Trace for Windows (ETW)。現在來看看基於ETW的效能分析工具——Perfview.exe

Perfview簡介

Perfview是一個開源的CPU和記憶體效能分析工具，也包括一些針對.NET的分析功能，例如GC分析，JIT分析，甚至ASP.NET中的請求統計等等。Perfview是一個Windows應用程式，但也能對在Linux系統上採集的資料進行分析（參考）。Perfview免安裝，而且只是一個14M的.exe檔案，非常容易部署到需要進行效能分析的機器上，例如生產環境的伺服器。而且在效能資料收集的過程中不需要重啟應用程式或者伺服器，而且收集的效能資料日誌（.etl檔案）可以被拷貝到其他Windows機器上，再進行分析工作，對業務的影響非常少。

Perfview已遷移到GitHub上，可以在上面下載Perfview.exe，clone庫或者檢視相關資料。

Perfview GitHub:https://github.com/Microsoft/perfview

Perfview視訊教程：https://channel9.msdn.com/Series/PerfView-Tutorial

Vance Morrison關於Perfview的部落格：https://blogs.msdn.microsoft.com/vancem/tag/perfview/

Perfview使用

在簡單介紹Perfview後，我們來使用Perfview進行一個小小的效能分析，來熟悉一下Perfivew的基本操作。

這個實驗使用的程式碼，就是Vance Morrison在視訊教程中用到的Console程式。程式碼可以在Perfivew自帶的幫助檔案中找到。

 using System;
    // using System.Collections.Generic;

    class Program
    {
        public static int aStatic = 0;
        // Spin is a simple compute bound program that lasts for 5 seconds
        // It is a useful test program for CPU profilers.   

        static int Main(string[] args)
        {
            int numSec = 5;
            if (args.Length == 1)
                numSec = int.Parse(args[0]);

            Console.WriteLine("Spinning for {0} seconds", numSec);
            RecSpin(numSec);
            return 0;
        }

        // Spin for 'timeSec' seconds.   We do only 1 second in this
        // method, doing the rest in the helper.   
        static void RecSpin(int timeSec)
        {
            if (timeSec <= 0)
                return;
            --timeSec;
            SpinForASecond();
            RecSpinHelper(timeSec);
        }

        // RecSpinHelper is a clone of RecSpin.   It is repeated 
        // to simulate mutual recursion (more interesting example)
        static void RecSpinHelper(int timeSec)
        {
            if (timeSec <= 0)
                return;
            --timeSec;
            SpinForASecond();
            RecSpin(timeSec);
        }

        // SpingForASecond repeatedly calls DateTime.Now until for
        // 1 second.  It also does some work of its own in this
        // methods so we get some exclusive time to look at.  
        static void SpinForASecond()
        {
            DateTime start = DateTime.Now;
            for (; ; )
            {
                if ((DateTime.Now - start).TotalSeconds > 1)
                    break;

                // Do some work in this routine as well.   
                for (int i = 0; i < 10; i++)
                    aStatic += i;
            }
        }

    }

以上程式碼很簡單，SpinForASecond()在一秒內不斷呼叫DateTIme.Now，而RecSpin()和RecSpinHelper()則不斷地相互呼叫對方。這裡使用迴圈的目的是，迴圈執行是一種典型的CPU密集型操作，而RecSpin()和RecSpinHelper()則是為了豐富程式的函式呼叫棧。

步驟一：收集程式執行資料，生成由ETW資料組成的.etl檔案。

Perfview提供兩種收集資料的方式，Run和Collect。“Run”是直接指定需要啟動的應用程式的名稱，以便啟動該程式。“Collect”則是直接啟動Perfview並開始收集。但不要以為"Run"方式只收集指定程式的資料。事實上無論哪種方式，Perfview都會收集系統範圍內全部資料，並且收集完成後，需要選擇某一個程序以進行分析。

我們以“Run”方式來收集以上程式碼生成的Tutorial.exe程式。

在彈出的對話方塊中，填入需要啟動Tutorial.exe的全檔名,以及填入生成etl檔案的檔名（這裡是PerfViewData.etl），並點選“Run Command”：

Perfview收集和處理資料的時間比較長。在處理過程中，Perfview的右下角會閃動，並且可以檢視執行日誌，瞭解到當前Perfview在執行什麼工作。

步驟二：選擇需要分析的程序

在收集完畢後，在左邊選擇“PerfViewData.etl.zip”，並在展開的選擇項中雙擊選擇“CPU Stacks”，此時，會彈出程序選擇對話方塊，選擇需要進行CPU分析的程序。這裡選擇我們執行的Tutorial.exe程序。

步驟三：檢視執行棧檢視

在雙擊選擇了“Tutorial.exe”的程序後，進入到程式詳細的執行棧的檢視中。這裡記錄著Tutorial.exe的函式呼叫樹，以及函式的執行時間。

在該檢視中，你可以看到Tutorial.exe的函式呼叫情況，包括函式呼叫樹（Call-Tree），某個函式的呼叫者（Calls）和被該函式呼叫的函式（Callees），另外，在檢視右側，是函式的執行時間，其中，“Exc”是指 Exclusive，是指函式自己（不包含該函式裡執行的子函式）的執行時間，而“Inc”是指Inclusive,指該函式及該函式中執行的子函式的總的執行時間。

另外，這個執行時間是怎麼認定的呢？答案是CPU取樣。Perfview對CPU進行取樣，預設每個CPU取樣是1毫秒（在Prefview的高階設定中可以設定到0.125毫秒~1毫秒），每次取樣中可以得到當前CPU正則執行什麼程式碼。例如DateTime_getNow()有3250取樣，則可以說明在整個程式執行中，DateTime_getNow()佔用了3250毫秒的CPU時間，佔整個執行時間的66.2%。通過比較各個函式的執行時間，我們就可以知道程式中哪個函式佔用比較多的CPU時間。

以上便是Prefview的基本的使用步驟。Prefview提供了非常多並強大的功能，例如分組(Grouping)，摺疊(Folding)，時間範圍選擇，這些在後續教程裡再聊。而更強大的是，F1幫助手冊裡，有著非常詳細的使用說明和術語解析，而且介面上幾乎每個功能都有說明的ToolTip和說明的超連結如果對某個功能用法不是很清楚，可以方便地找到說明，真是業界良心。

參考資料

How many samples are enough when using a sample based profiler in a performance Investigation

The TraceEvent Library Programmers Guide

使用PrefView監測.NET程式效能（二）：Perfview的使用

Perfview簡介