【技術(shù)視界】HarmonyOS NEXT調(diào)優(yōu)工具Smart Perf Host高效使用指南
# 技術(shù)視界#
【技術(shù)視界】欄目為開發(fā)者提供華為研發(fā)專家對(duì)于HarmonyOS關(guān)鍵技術(shù)的專業(yè)解讀，從不同角度、不同方面幫助開發(fā)者更好更快地掌握HarmonyOS相關(guān)開發(fā)知識(shí)。本期文章為大家?guī)淼氖侨A為測(cè)試工具技術(shù)專家的分享，希望能為您的開發(fā)之路帶來啟發(fā)~
在Smart Perf工具全家桶中，Smart PerfHost主要提供性能調(diào)優(yōu)能力，目前可提供調(diào)優(yōu)數(shù)據(jù)一鍵抓取，系統(tǒng)調(diào)度分析，CPU使用情況展示，調(diào)用棧展示，Native Memory跟蹤和分析，文件系統(tǒng)跟蹤，Trace抓取和分析和高階使用方式（用戶可以通過自定義SQL細(xì)粒度查詢性能調(diào)優(yōu)數(shù)據(jù)）等能力。想要了解Smart Perf Host如何在大量數(shù)據(jù)中進(jìn)行性能問題快速分析，首先可通過典型場(chǎng)景分析模版來進(jìn)行深入了解。
具體操作過程首先開發(fā)者可選擇左側(cè)導(dǎo)航欄中的“模板抓?。≧ecord Template）”，然后連接設(shè)備，選擇調(diào)度分析模板，開始抓取操作；待抓取完成后，就可以通過導(dǎo)航欄中的Scheduling Analysis自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和顯示。調(diào)度分析模板可以按照CPU粒度和線程粒度進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和展示。
而線程粒度分析，線程總運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，則可以用來查看特定任務(wù)在使用哪些CPU資源，可快速分析如下場(chǎng)景：
若測(cè)試人員關(guān)注CPU和線程運(yùn)行細(xì)節(jié)，則可以從泳道圖繼續(xù)查看。其中CPU泳道圖提供細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)如下：
另Hiperf是HarmonyOS NEXT所提供的能力，可用來周期訪問cpu的運(yùn)行棧，導(dǎo)出調(diào)用棧，不受系統(tǒng)打點(diǎn)影響。目前Smart Perf Host支持能力如下：
基于以上，我們通過一個(gè)實(shí)際案例來學(xué)習(xí)如何通過上述內(nèi)容進(jìn)行問題分析：
如圖我們可看到問題在于某個(gè)應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)間比較長(zhǎng)，首先通過通過整機(jī)調(diào)度分析模板能夠發(fā)現(xiàn)tb線程單次運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)79.31ms，且通過CPU泳道確認(rèn)該線程運(yùn)行在中核，2.0GHz，因此CPU資源供給沒有問題；接下來我們展開應(yīng)用進(jìn)程泳道圖，在線程泳道圖中可定位出運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的階段（但無法看到深層的函數(shù)，需使用hiperf進(jìn)一步分析）。
截止到目前，Smart PerfHost能力規(guī)劃中已支持近30個(gè)開發(fā)能力，25個(gè)能力正處于開發(fā)測(cè)試階段，能力覆蓋性能調(diào)優(yōu)模板、工具系統(tǒng)能力、系統(tǒng)依賴以及用戶體驗(yàn)提升。開發(fā)者還可通過代碼染色系統(tǒng)進(jìn)行代碼覆蓋率報(bào)告生成，執(zhí)行上不但能沿用原有自測(cè)使用習(xí)慣無需更換環(huán)境，還可支持共享代碼下載環(huán)境無需單獨(dú)部署服務(wù)。從開發(fā)到調(diào)測(cè)工具都全面升級(jí)的HarmonyOS NEXT 正助力HarmonyOS應(yīng)用生態(tài)正在開啟一個(gè)新的階段，構(gòu)建繁榮的應(yīng)用生態(tài)，還需更多開發(fā)者的加入。
作者：Jun Tao，華為測(cè)試工具技術(shù)專家
在軟件開發(fā)的過程中，很多開發(fā)者都經(jīng)常會(huì)遇到一些性能問題，比如應(yīng)用啟動(dòng)慢、點(diǎn)擊滑動(dòng)卡頓、應(yīng)用后臺(tái)被殺等，想要解決這些問題勢(shì)必需要收集大量系統(tǒng)數(shù)據(jù)。而在收集數(shù)據(jù)的過程中，開發(fā)者則需要在各種工具和命令之間來回切換，不但容易錯(cuò)過問題發(fā)生時(shí)間點(diǎn)，數(shù)據(jù)收集完如何能將信息有效結(jié)合分析又將是一件復(fù)雜的工作。基于開發(fā)痛點(diǎn)，HarmonyOS NEXT通過構(gòu)建Smart Perf工具全家桶，為開發(fā)和測(cè)試人員提供了測(cè)試、調(diào)優(yōu)、分析一站式服務(wù)，接下來讓我們一起來看Smart Perf如何解決開發(fā)性能問題。在Smart Perf工具全家桶中，Smart PerfHost主要提供性能調(diào)優(yōu)能力，目前可提供調(diào)優(yōu)數(shù)據(jù)一鍵抓取，系統(tǒng)調(diào)度分析，CPU使用情況展示，調(diào)用棧展示，Native Memory跟蹤和分析，文件系統(tǒng)跟蹤，Trace抓取和分析和高階使用方式（用戶可以通過自定義SQL細(xì)粒度查詢性能調(diào)優(yōu)數(shù)據(jù)）等能力。想要了解Smart Perf Host如何在大量數(shù)據(jù)中進(jìn)行性能問題快速分析，首先可通過典型場(chǎng)景分析模版來進(jìn)行深入了解。
一
Smart Perf Host典型場(chǎng)景分析模板
目前已知Smart Perf Host場(chǎng)景分析模版提供整機(jī)CPU調(diào)度分析模板以及內(nèi)存調(diào)優(yōu)場(chǎng)景分析，在CPU調(diào)度分析模板中，可做到自動(dòng)分析CPU調(diào)度數(shù)據(jù)，并協(xié)助發(fā)現(xiàn)CPU調(diào)度瓶頸。
具體操作過程首先開發(fā)者可選擇左側(cè)導(dǎo)航欄中的“模板抓?。≧ecord Template）”，然后連接設(shè)備，選擇調(diào)度分析模板，開始抓取操作；待抓取完成后，就可以通過導(dǎo)航欄中的Scheduling Analysis自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和顯示。調(diào)度分析模板可以按照CPU粒度和線程粒度進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和展示。
通過CPU粒度分析，開發(fā)人員可用來查看即CPU資源在被哪些任務(wù)使用。相對(duì)應(yīng)可快速分析以下場(chǎng)景：
-
CPU大中小核利用情況是否達(dá)到調(diào)優(yōu)人員預(yù)期
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CPU大中小核運(yùn)行頻點(diǎn)是否達(dá)到調(diào)優(yōu)人員預(yù)期
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誰在占用特定CPU的特定頻點(diǎn)
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大核高頻的任務(wù)是否可以往中小核遷移，以降低能耗
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功耗分析：Cpu idle值越大，睡眠越深，功耗越低
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各個(gè)CPU除了在執(zhí)行任務(wù)，還在處理哪些中斷
而線程粒度分析，線程總運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，則可以用來查看特定任務(wù)在使用哪些CPU資源，可快速分析如下場(chǎng)景：
-
占用大、中、小核和總CPU的TOP線程是否為預(yù)期線程
-
關(guān)鍵線程（比如UI，RS等）大中小核和頻點(diǎn)的使用情況是否為預(yù)期調(diào)度策略
若測(cè)試人員關(guān)注CPU和線程運(yùn)行細(xì)節(jié)，則可以從泳道圖繼續(xù)查看。其中CPU泳道圖提供細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)如下：
-
當(dāng)前調(diào)用CPU的線程和對(duì)應(yīng)的進(jìn)程情況
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線程喚醒關(guān)系鏈
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查看CPU頻點(diǎn)供給情況
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點(diǎn)選一個(gè)線程顯示詳情頁（進(jìn)程名、線程名、起始時(shí)間、時(shí)長(zhǎng)、優(yōu)先級(jí)、線程狀態(tài)）
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框選CPU泳道可以查看CPU頻點(diǎn)和基于線程的CPU運(yùn)行分布，即框選的這段時(shí)間內(nèi)線程在每個(gè)CPU上的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)和頻點(diǎn)使用時(shí)長(zhǎng)
另Hiperf是HarmonyOS NEXT所提供的能力，可用來周期訪問cpu的運(yùn)行棧，導(dǎo)出調(diào)用棧，不受系統(tǒng)打點(diǎn)影響。目前Smart Perf Host支持能力如下：
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支持軟硬件events抓取，如：cpu-cycles、instructions和page-faults等
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頁面內(nèi)抓取hiperf數(shù)據(jù)
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框選后可查看調(diào)用棧
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支持條件過濾功能
-
可查看火焰圖
基于以上，我們通過一個(gè)實(shí)際案例來學(xué)習(xí)如何通過上述內(nèi)容進(jìn)行問題分析：
案例如下圖所示：
如圖我們可看到問題在于某個(gè)應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)間比較長(zhǎng)，首先通過通過整機(jī)調(diào)度分析模板能夠發(fā)現(xiàn)tb線程單次運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)79.31ms，且通過CPU泳道確認(rèn)該線程運(yùn)行在中核，2.0GHz，因此CPU資源供給沒有問題；接下來我們展開應(yīng)用進(jìn)程泳道圖，在線程泳道圖中可定位出運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的階段（但無法看到深層的函數(shù)，需使用hiperf進(jìn)一步分析）。
我們直接通過抓取Hiperf做進(jìn)一步分析。首先基于上面已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)階段，通過M鍵進(jìn)行鎖定，然后在Hiperf泳道圖中選中對(duì)應(yīng)位置，最后使用火焰圖定位阻塞函數(shù)，能夠發(fā)現(xiàn)一個(gè)jsNapi執(zhí)行時(shí)間太長(zhǎng)。
二
基于Smart Perf Host進(jìn)行內(nèi)存跟蹤和分析
通過Smart Perf Host開發(fā)及測(cè)試人員可查看內(nèi)存的分配和釋放等情況，了解內(nèi)存詳細(xì)信息，并支持火焰圖查看。如下圖所示，在“Native Memory”中可顯示內(nèi)存詳情，比如內(nèi)存地址，內(nèi)存申請(qǐng)和釋放的時(shí)間點(diǎn)，內(nèi)存大小和單次棧信息等。在不同特定場(chǎng)景中，Native Memory可發(fā)揮追蹤和分析、內(nèi)存申請(qǐng)/釋放分析、調(diào)用棧本地符號(hào)化以及支持內(nèi)存抓取條件可配作用。
目前Smart Perf Host工具代碼全部開源，想要獲取和部署Smart Perf Host工具，可參考以下路徑進(jìn)行編譯部署。
截止到目前，Smart PerfHost能力規(guī)劃中已支持近30個(gè)開發(fā)能力，25個(gè)能力正處于開發(fā)測(cè)試階段，能力覆蓋性能調(diào)優(yōu)模板、工具系統(tǒng)能力、系統(tǒng)依賴以及用戶體驗(yàn)提升。開發(fā)者還可通過代碼染色系統(tǒng)進(jìn)行代碼覆蓋率報(bào)告生成，執(zhí)行上不但能沿用原有自測(cè)使用習(xí)慣無需更換環(huán)境，還可支持共享代碼下載環(huán)境無需單獨(dú)部署服務(wù)。從開發(fā)到調(diào)測(cè)工具都全面升級(jí)的HarmonyOS NEXT 正助力HarmonyOS應(yīng)用生態(tài)正在開啟一個(gè)新的階段，構(gòu)建繁榮的應(yīng)用生態(tài)，還需更多開發(fā)者的加入。
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