PerfView专题 (第一篇)：如何寻找热点函数

一：背景

准备开个系列来聊一下 PerfView 这款工具，熟悉我的朋友都知道我喜欢用 WinDbg，这东西虽然很牛，但也不是万能的，也有一些场景他解决不了或者很难解决，这时候借助一些其他的工具来辅助，是一个很不错的主意。
很多朋友喜欢在项目中以记录日志的方式来监控项目的流转情况，其实 CoreCLR 也是这样的，参考如下代码：

1. void gc_heap::fix_allocation_context (alloc_context* acontext, BOOL for_gc_p,
2.                                       BOOL record_ac_p)
3. {
4.     dprintf (3, ("Fixing allocation context %Ix: ptr: %Ix, limit: %Ix",
5.                  (size_t)acontext,
6.                  (size_t)acontext->alloc_ptr, (size_t)acontext->alloc_limit));
7. }
9. void gc_heap::background_sweep()
10. {
11.     //concurrent_print_time_delta ("finished with mark and start with sweep");
12.     concurrent_print_time_delta ("Sw");
13.     dprintf (2, ("---- (GC%d)Background Sweep Phase ----", VolatileLoad(&settings.gc_index)));
15.     //block concurrent allocation for large objects
16.     dprintf (3, ("lh state: planning"));
17. }
19. void gc_heap::background_ephemeral_sweep()
20. {
21.     dprintf (3, ("bgc ephemeral sweep"));
22. }

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那这些日志会送到哪里去呢，当然是 Windows 的 ETW 了，那有什么工具可以方便提取呢？ PerfView 就是这么其中一款。
这一篇我们做一个 CPU 爆高的场景下如何寻找 热点函数 的例子，看看如何用 PerfView 去挖。
二：PerfView 寻找热点函数

很多场景下的 CPU 高，是因为某个或者某几个线程在高频的执行某个方法，有可能是死循环，有可能是陷入了CPU密集型方法内，解决这个问题一个好的思路就是对 CPU 进行采样，比如我的 12 核电脑。

1. 0:000> !cpuid
2. CP  F/M/S  Manufacturer     MHz
3. 0  6,5,2                  2592
4. 1  6,5,2                  2592
5. 2  6,5,2                  2592
6. 3  6,5,2                  2592
7. 4  6,5,2                  2592
8. 5  6,5,2                  2592
9. 6  6,5,2                  2592
10. 7  6,5,2                  2592
11. 8  6,5,2                  2592
12. 9  6,5,2                  2592
13. 10  6,5,2                  2592
14. 11  6,5,2                  2592

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1. 如何采样

采样的原理就是周期性的去看下当前的 CPU 核中运行的几个线程正在执行什么方法， 当采样到了几万个或者几十万个样本之后，就可以对这些采集到的方法进行分组排序来找到 topN，那些 TopN 的方法自然就是导致 CPU 爆高可能的诱因。
windbg 有一个 !running 命令可以用来显示当前处理器中正在运行的线程。

1. lkd> !running
3. System Processors:  (0000000000000fff)
4.   Idle Processors:  (000000000000065e)
6.        Prcbs             Current         (pri) Next            (pri) Idle
7.   0    fffff80268a33180  ffffaf8ec9bd8080 (15)                       fffff8026b526600  ................
8.   5    ffffd900e1700180  ffffaf8eca36b080 ( 8)                       ffffd900e170b340  ................
9.   7    ffffd900e1900180  ffffaf8ec2f18080 ( 8)                       ffffd900e190b340  ................
10.   8    ffffd900e1a00180  ffffd900e1a0b340 ( 0)                       ffffd900e1a0b340  ................
11. 11    ffffd900e1d00180  ffffaf8eb6bee080 ( 8)                       ffffd900e1d0b340  ................

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接下来写一个程序，让其中一个线程无限循环，然后通过 PerfView 去找这个热点。

1.     internal class Program
2.     {
3.         static void Main(string[] args)
4.         {
5.             Task.Run(() => Test1());    //Test1 故意死循环
6.             Task.Run(() => Test2());    //Test2 是一个正常函数
8.             Console.WriteLine("我是主线程！");
9.             Console.ReadLine();
10.         }
12.         static void Test1()
13.         {
14.             var i = 10;
15.             var b = true;
17.             while (i > 0)
18.             {
19.                 b = !b;
20.             }
21.         }
23.         static void Test2()
24.         {
25.             for (int i = 0; i < 10000; i++)
26.             {
27.                 var j = string.Join(",", Enumerable.Range(0, 100));
28.             }
30.             Console.WriteLine("Test执行结束");
31.         }
32.     }

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2. 使用 PerfView 采样

点击菜单中的 Collect -> Collect ，弹出如下面板。

在这个面板中，选中如下几项。
1）CPU Samples：

1. 设置对 CPU 进行采样。

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2）CPU Sample Interval Msec

1. 设置采样的频次是 1ms/次。

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3）Max Collect Sec

1. 设置总共采样多少秒，这里设置为 15 秒。

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4）.NET Symbol Collection

1. 用来从微软符号服务器上拉取符号，和采样无关哈。

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上面都设置完毕后，就可以点击 Start Collection 采集了，不出意外的话，15s 之后你就会看到如下的截图。

接下来点击 CPU Stacks，在弹出的面板中选中我们的 程序，双击之后就可以打开如下面板。

从图中可以看到，当前采样了 15622 个样本，符合 15 * 1000 ，接下来把上面的 GroupPats 默认分组给清掉，截图如下：

从图中可以看到当前 Test1() 方法在 15622 个样本中占比 97.9%，命中次数高达 15290 次，很明显这是一个绝对的 热点函数,接下来就是翻源码为什么 Test1 这么高频？
如果你想看鸡肋的 火焰图，可以点击 Flame Graph 列表项。

好了，本篇就先聊这么多吧。

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