DIY Ruby CPU 分析——Part I
【编者按】原文作者 Emil Soman,Rubyist,除此之外竟然同时也是艺术家,吉他手,Garden City RubyConf 组织者。本文是DIY Ruby CPU Profiling 的第一部分,由 OneAPM 工程师编译整理。
在 Codemancers,我们正在建设 Rbkit——一个针对 Ruby 语言的——拥有新炫酷功能的代码分析器。我目前正在实现一个嵌在 rbkit gem 里的 CPU 分析器,这将有助 rbkit UI 重建分析 Ruby 进程调用图,并在屏幕上得出有用的可视化展示。在这个过程中,我学到了许多新东西,很乐意在本系列的博客文章中与您分享。
我们打算一步一步从基础开始,专门为 Ruby 编写一个初级的 CPU 分析器!在完成时我们将学到:
- 什么是 CPU 分析
- 分析模式——工具和采样
- CPU Time 和 Wall Time ——它们分别是什么意思,如何测量?
- 写一个简单的 C 扩展并用于 Ruby 中
- Ruby Tracepoints——调用和返回
- C 语言中的信号处理
- 用一个信号暂停 Ruby 进程并用调用堆查看
- 用分析数据进行一些有用但笨拙的试验
Part I. 介绍 CPU 分析
通过对你的程序进行 CPU 分析,可以发现相较于 CPU 使用率,你的程序是多么宝贵。为了分析程序,你需要使用一个分析工具并按照下列步骤操作:
- 开始 CPU 剖析
- 执行你想要分析的代码
- 停止 CPU 剖析并得到剖析结果
- 分析结果
- 通过分析剖析结果,你会发现使整个程序缓慢的瓶颈。
分析模式
CPU 剖析可以分为以下两种方法:
1. 工具
在这种模式下,分析工具利用一些 hooks,由解释器提供或者插入程序中,来了解调用图并测量在调用图中每个方法的执行时间。举个例子,看一下下面这段 Ruby 代码:
def main
3.times do
find_many_square_roots
find_many_squares
end
end
def find_many_square_roots
5000.times{|i| Math.sqrt(i)}
end
def find_many_squares
5000.times{|i| i**2 }
end
main
我已经插入了一些内容,来帮助了解如果 Ruby 解释器给了我们方法的调用和返回的 hooks,它们如何执行:
def main
# method call hook gets executed
3.times do
find_many_square_roots
find_many_squares
end
# method end hook gets executed
end
def find_many_square_roots
# method call hook gets executed
5000.times{|i| Math.sqrt(i)}
# method end hook gets executed
end
def find_many_squares
# method call hook gets executed
5000.times{|i| i**2 }
# method end hook gets executed
end
main
现在,如果我们能够打印出当前时间和这些 hooks 内部当前方法的名称,会得到看起来像这种形式的输出结果:
sec:00 usec:201007 called main
sec:00 usec:201108 called find_many_square_roots
sec:00 usec:692123 returned find_many_square_roots
sec:00 usec:692178 called find_many_squares
sec:00 usec:846540 returned find_many_squares
sec:00 usec:846594 called find_many_square_roots
sec:01 usec:336166 returned find_many_square_roots
sec:01 usec:336215 called find_many_squares
sec:01 usec:484880 returned find_many_squares
sec:01 usec:484945 called find_many_square_roots
sec:01 usec:959254 returned find_many_square_roots
sec:01 usec:959315 called find_many_squares
sec:02 usec:106474 returned find_many_squares
sec:02 usec:106526 returned main
正如你所看到的,此输出可以告诉我们在每一种方法里面花了多长时间。同时也告诉我们,每一个方法调用的次数。这大概就解释了性能分析工具是如何工作的。
优点:
高精度
我们得到了方法调用数
易于实施
缺点:
每个被分析的方法执行 hooks 时的额外开销
2. 采样
在采样模式下,分析器每隔 x 时间单元打断一次程序,并查看调用堆并记录它的信息(被称为“样品”)。一旦该程序完成运行,分析器收集所有样品并找出每个方法出现在所有样品中的次数。
很难想象?让我们来看看同样的例子代码,看看如果我们使用采样分析器,输出结果会有怎样的不同。
采样分析器的输出结果如下:
Call stack at 0.5sec: main/find_many_square_roots
Call stack at 1.0sec: main/find_many_square_roots
Call stack at 1.5sec: main/find_many_square_roots
Call stack at 2.0sec: main/find_many_squares
在这个例子中,程序每 0.5 秒被中断一次并且调用堆栈被记录。因此,通过这个程序执行的过程我们得到了 4 个样品,find_many_square_roots
记录于 3 个样品中, find_many_squares
只存在于一个样品中。从本次采样中,我们得到 find_many_square_roots
占用了 75% CPU,与此同时 find_many_squares
只占用了 25% 的 CPU 。这就大概解释了分析器是怎么样工作的。
优点:
与工具分析相比开销可忽略不计
很容易找到缓慢/长时间运行的方法
缺点:
不擅长测量短时间运行的方法
我们没有得到方法调用数
很难自己写出采样分析器
概括
我们只是调查了 CPU 分析的含义和两种常用的 CPU 分析方法。在第 2 部分,我们将探讨对描述 CPU 使用情况的 2 个单位进行测量—— CPU Time 和 Wall Time。我们也会亲手写一些代码来获取进行测量。感谢您的阅读!
OneAPM for Ruby 能够深入到所有 Ruby 应用内部完成应用性能管理和监控,包括代码级别性能问题的可见性、性能瓶颈的快速识别与追溯、真实用户体验监控、服务器监控和端到端的应用性能管理。 想阅读更多技术文章,请访问 OneAPM 官方博客。
DIY Ruby CPU 分析——Part I的更多相关文章
- DIY Ruby CPU 分析——Part III
[编者按]作者 Emil Soman,Rubyist,除此之外竟然同时也是艺术家,吉他手,Garden City RubyConf 组织者.本文是 DIY Ruby CPU Profiling 的第二 ...
- DIY Ruby CPU 分析 Part II
[编者按]作者 Emil Soman,Rubyist,除此之外竟然同时也是艺术家,吉他手,Garden City RubyConf 组织者.本文是 DIY Ruby CPU Profiling 的第二 ...
- CentOS下cpu分析 top
CentOS下 cpu 分析-top 时间:2017-03-20 12:09来源:linux.it.net.cn 作者:IT 一. 前言 我们都知道windows下对各个运行的任务,要通过任务管理 ...
- 性能分析之CPU分析-从CPU调用高到具体代码行(C/C++)
今天在培训的过程中,也提到了分析要具体到代码的事情,如果思路方向是正确的,对java应用和C/C++应用来说,也是几个命令就可以跳到代码行了.前提是要能看得懂堆栈信息.所以一直以来我在讲课的过程中都有 ...
- linux概念之cpu分析
http://ilinuxkernel.com/?cat=4 Linux CPU占用率原理与精确度分析1 CPU占用率计算原理在Linux/Unix 下,CPU 利用率分为用户态.系统态和空闲态,分 ...
- Linux下high CPU分析心得【非原创】
非原创,搬运至此以作笔记, 原地址:http://www.cnitblog.com/houcy/archive/2012/11/28/86801.html 1.用top命令查看哪个进程占用CPU高ga ...
- JAVA进程占用CPU分析
在一次生产环境中,服务器负载报警,SSH登录上看到CPU占用很高. 1.执行top命令,看到进程号为9737的进程持续占用CPU 2.怀疑是否是进程配置的内存不够了,引发了fullGC导致CPU占用高 ...
- [C#] 网站程序ASP.NET的性能诊断 - CPU分析
微软提供了标准的CLR性能分析类库 https://github.com/Microsoft/clrmd 这个类库是开源的代码.能够获取CLR runtime里面几乎所有的信息. 如何获取clrmd编 ...
- cpu分析简介
进程占用CPU过高,一般有以下两种原因: 1. 业务量过大导致进程处理负荷高,占用CPU资源:2. 程序BUG导致,比如死循环: 初步查看cpu占用情况top进一步 ...
随机推荐
- 一些常用css技巧的为什么(一)我所理解的margin
要用到的基本术语和概念: 正常流:HTML文档的文本布局,在非西方语言中流的方向可能不同.大多数元素都在正常流中,浮动或定位可以让元素脱离正常流. 块级元素:像p,div之类的元素在正常流中会在其框之 ...
- 使用notepad++编辑器
使用notepad++编辑器 在公司时经常要用到文本编辑器去写jsp文件,之前使用的是sublime text 3,但是觉得不太顺手,于是转用notepad++编辑器. 这个编辑器最吸引我的地方是层次 ...
- 常见web服务器错误
参考地址:http://www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616-sec10.html#sec10.4.5 10 Status Code Definitions ...
- 全面解析SQL SERVER 的左右内连接
SQL SERVER数据库的三种常用连接解析: 这里先给出一个官方的解释: left join(左联接) 返回包括左表中的所有记录和右表中联结字段相等的记录 right join(右联接) 返回包括右 ...
- Lucene使用IKAnalyzer分词实例 及 IKAnalyzer扩展词库
文章转载自:http://www.cnblogs.com/dennisit/archive/2013/04/07/3005847.html 方案一: 基于配置的词典扩充 项目结构图如下: IK分词器还 ...
- vs2008团队资源管理器安装步骤
1.先装 VS2008TeamExplorer { NOTE: 要区分中英文版本Microsoft Visual Studio 2008 Service Pack 1 (iso) VS2008SP1C ...
- Android开发之计算器(一)界面设计之activity_main布局文件
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <LinearLayout xmlns:android=&quo ...
- java 反射的踩的一个坑
今天工作的时候用到了一个反射.其业务简单描述为:系统启动时将需要定时调用的方法签名保存到数据库中,开启线程定时从数据库中读取对应的方法签名,通过反射生成实例后调用方法.完成一定的定时任务. 写到的方法 ...
- 关于Protobuf在游戏开发中的运用
最近在研究protobuf在项目中的使用,由于我们项目服务端采用的是C++,客户端是cocos2dx-cpp,客户端与服务端的消息传输是直接对象的二进制流.如果客户端一直用C++来写,问题到不大,但是 ...
- Fedora9下解决无ifconfig指令
问题:在VM6.5上装了Fedora9,但是当输入ifconfig指令的时候,提示不存在. 原因:PATH环境变量设置不对,少了几个目录:/sbin:/usr/sbin:/usr/local/sbin ...