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标题: Linux C++ 开发9 - 手把手教你使用gprof性能分析工具 [打印本页]

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作者: 丝    时间: 2024-9-23 18:41
标题: Linux C++ 开发9 - 手把手教你使用gprof性能分析工具

• 1. 什么是gprof？
  
• 2. gprof的用法
  
  
  
  • 2.1. 编译步伐
    
  • 2.2. 运行步伐
    
  • 2.3. 天生分析报告
    
  • 2.4. gprof常用参数说明
    
  • 2.5. 分析报告解读
    
    
    
    • 2.5.1. Flat profile 各个字段的含义
      
    • 2.5.2. Call graph 各个字段的含义
      
    
    
  
  
• 3. Demo演示
  
  
  
  • 3.1. demo04.cpp 源码
    
  • 3.2. 编译、运行和分析
    
  • 3.3. 检察分析报告
    
  
  

1. 什么是gprof？

gprof 这是一个GNU的性能分析工具，它是GCC（GNU Compiler Collection，GNU编译器套件）的一部分，与GCC编译器紧密集成。可用于分析步伐的函数调用关系和每个函数的运行时间。它通过在编译时插入性能分析代码来收集函数调用信息和执行时间，来帮助开发者识别性能瓶颈。
gprof的长处：

• 可以方便的分析步伐的函数调用关系和每个函数的运行时间。
  
• gprof对于代码大部分是用户空间的CPU密集型的步伐用处明显。
  

gprof的缺点：

• 对于大部分时间运行在内核空间或者由于外部因素（例如操作体系的 I/O 子体系过载）而运行得非常慢的步伐难以进行优化。
  
• gprof默认不支持多线程步伐。（gprof采用ITIMER_PROF信号，在多线程内只有主线程才能响应该信号）
  
• 默认不支持共享库步伐。
  

2. gprof的用法

2.1. 编译步伐

起首，必要使用 -pg 选项编译你的步伐：

1. g++ -pg -o my_program my_program.cpp

复制代码

除了-pg外，还有一个参数-p,它可以天生得当prof性能分析工具的代码，他们之间的区别如下：

• -p:  可以天生得当prof性能分析工具的代码。
  
• -pg: 可以天生得当gprof性能分析工具的代码，也就是profile information for gprof的含义。
  

要理解上面描述，又不得不了解prof和gprof两个工具的关系了。

• prof是一个较早的性能分析工具，最初在UNIX体系上使用。编译时加上-p选项，天生的可执行文件会在运行时收集性能分析数据。然后通过prof工具再天生性能分析报告。
  
• gprof是GNU项目的一部分，是一个更现代的性能分析工具，它的功能与prof类似，但比prof提供了更多的功能和更好的用户体验。而且步伐运行时输出的性能分析数据也更丰富、详细。现在gprof几乎取代了prof。
  

2.2. 运行步伐

编译完成后，运行你的步伐：

1. ./my_program

复制代码

运行过程中，gprof 会天生一个名为 gmon.out 的文件，其中包罗了性能分析数据。
2.3. 天生分析报告

运行完步伐后，使用 gprof 工具天生分析报告：

1. gprof my_program gmon.out > analysis_report.txt

复制代码

天生的 analysis_report.txt 文件中包罗了函数的调用时间、调用次数等详细信息。
2.4. gprof常用参数说明

gprof下令格式:

gprof [options] [executable-file [profile-data-files…]] [> outputfile] Gprof下令行格式 Gprof command line format

options参数说明：
下令中文解释英文解释-b简便输出，不表现冗长的解释Brief output. Do not display verbose explanations-s将多个gmon.out文件合并Summarize: merge several profile data files for cumulative stats-p表现步伐的每个函数的执行时间统计Display program’s functions execution time statistics-q表现步伐的每个函数的调用关系Display program’s2.5. 分析报告解读

gprof 天生的报告通常包罗以下几个部分：

• Flat profile: 表现每个函数的执行时间、调用次数等信息。
  
• Call graph: 表现函数之间的调用关系和每个函数的执行时间。
  

2.5.1. Flat profile 各个字段的含义

字段含义% time该函数消耗时间占步伐所有时间百分比Cumulative seconds步伐的累积执行时间(只是包罗gprof可以大概监控到的函数)Self Seconds该函数本身执行时间(所有被调用次数的合共时间)Calls函数被调用次数Self TS/call函数平均执行时间(不包罗被调用时间，函数的单次执行时间)Total TS/call函数平均执行时间(包罗被调用时间，函数的单次执行时间)name函数名2.5.2. Call graph 各个字段的含义

字段含义Index索引值%time函数消耗时间占所有时间百分比Self函数本身执行时间Children执行子函数所用时间Called被调用次数Name函数名3. Demo演示

3.1. demo04.cpp 源码

[code]#include int64_t add(int64_t a, int64_t b){    return a + b;}void func1(){    int sum = 0;    for (int i = 0; i < 1000000; ++i)    {        sum = add(sum, i);    }    std::cout

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