第二屆大會(huì)回顧第15期 | OpenHarmony性能調(diào)優(yōu)工具介紹

演講嘉賓 | 劉 洋

回顧整理 | 廖 濤

排版校對(duì) | 李萍萍

嘉賓介紹

開(kāi)發(fā)者工具分論壇

劉洋，江蘇潤(rùn)和軟件股份有限公司副總裁，聚焦芯片設(shè)計(jì)及底層軟件、操作系統(tǒng)移植及核心算法的優(yōu)化與適配，潤(rùn)和軟件芯片業(yè)務(wù)創(chuàng)立人，潤(rùn)和芯片全棧解決方案平臺(tái)HiHope發(fā)起人，帶領(lǐng)公司進(jìn)軍國(guó)際芯片領(lǐng)域并成為ARM生態(tài)圈Linaro重要合作伙伴。OpenHarmony項(xiàng)目群工作委員會(huì)成員，OpenHarmony Dev-Board SIG（開(kāi)發(fā)板興趣組）創(chuàng)立人及組長(zhǎng)。

視頻回顧

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正文內(nèi)容

性能調(diào)優(yōu)即調(diào)節(jié)操作系統(tǒng)、硬件以及應(yīng)用三者間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的性能最大化，使其滿足現(xiàn)有的業(yè)務(wù)需求。性能優(yōu)化是軟件開(kāi)發(fā)中最重要的工作之一，一個(gè)好的性能調(diào)優(yōu)工具可以提升開(kāi)發(fā)者的開(kāi)發(fā)質(zhì)量和效率。OpenHarmony上如何進(jìn)行性能調(diào)優(yōu)，有哪些高效易用的性能調(diào)優(yōu)工具？潤(rùn)和軟件副總裁劉洋在第二屆OpenHarmony技術(shù)大會(huì)上進(jìn)行了精彩分享。

01

Smartperf-Host

OpenHarmony性能調(diào)優(yōu)工具“Smartperf-Host”是一款深入挖掘數(shù)據(jù)、細(xì)粒度地展示數(shù)據(jù)的性能功耗調(diào)優(yōu)工具，為開(kāi)發(fā)者提供了一套性能調(diào)優(yōu)平臺(tái)，支持了對(duì)CPU調(diào)度、頻點(diǎn)、進(jìn)程線程時(shí)間片、堆內(nèi)存、幀率等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和展示。該組件整體分為設(shè)備端和PC端兩部分，設(shè)備端和PC端基于gRPC通信框架進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。其中，（1）設(shè)備端內(nèi)部分為應(yīng)用程序內(nèi)嵌組件、命令行工具、性能調(diào)優(yōu)服務(wù)、性能調(diào)優(yōu)插件集合、部分系統(tǒng)工具及部分系統(tǒng)內(nèi)核等模塊；（2）PC端以Smartperf-Host網(wǎng)站的形式進(jìn)行發(fā)布，內(nèi)部分為T(mén)race Streamer數(shù)據(jù)解析、SQLite數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、hdc設(shè)備管理、數(shù)據(jù)導(dǎo)入、UI繪制、數(shù)據(jù)分析等模塊。

02

配置抓取

Smartperf-Host工具端側(cè)抓取所依賴(lài)的組件已原生預(yù)置在OpenHarmony系統(tǒng)中，在需要使用時(shí)，可通過(guò)網(wǎng)頁(yè)基于Hdc設(shè)備管理進(jìn)行連接，支持根據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行配置設(shè)定，業(yè)務(wù)范圍包括CPU調(diào)優(yōu)、進(jìn)程線程調(diào)度分析調(diào)優(yōu)、內(nèi)存調(diào)優(yōu)等。完成設(shè)定后，可進(jìn)行在線直接抓取業(yè)務(wù)Trace，也可以選擇命令行進(jìn)行抓取。抓取結(jié)束后，即可通過(guò)網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行業(yè)務(wù)分析解決問(wèn)題。

03

界面展示

Smartperf-Host工具的菜單區(qū)域包括文件導(dǎo)入、配置、下載、Sql查詢(xún)、在線文檔等。各區(qū)域顯示信息如下：

時(shí)間軸區(qū)域以顏色深淺表示CPU的使用負(fù)載情況

泳道圖區(qū)域包括CPU區(qū)域和進(jìn)程線程區(qū)域：CPU區(qū)域包括負(fù)載展示、CPU時(shí)間片展示、頻點(diǎn)展示等信息；進(jìn)程線程區(qū)域包括進(jìn)程、線程、調(diào)用棧等信息

Tab顯示區(qū)域針對(duì)不同業(yè)務(wù)的框選或點(diǎn)選進(jìn)行數(shù)據(jù)展示

04

功能介紹

CPU調(diào)優(yōu)：CPU調(diào)優(yōu)包括CPU運(yùn)行狀態(tài)、CPU頻率信息、CPU工作狀態(tài)信息、軟硬終端信息等性能功耗調(diào)優(yōu)，展示方式為泳道圖，支持圖形用戶(hù)界面GUI操作、分析數(shù)據(jù)。

圖中各區(qū)域詳情：（1）CPU運(yùn)行狀態(tài)：顏色區(qū)分各進(jìn)程、點(diǎn)擊Slice顯示CPU使用詳情、支持CPU喚醒關(guān)系信息展示、支持CPU喚醒跳轉(zhuǎn)功能；（2）CPU頻點(diǎn)：基于時(shí)間軸頻點(diǎn)變化展示、點(diǎn)擊查看當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)頻點(diǎn)信息、框選查看選擇區(qū)域內(nèi)頻點(diǎn)信息；（3）CPU State：基于時(shí)間軸顯示State的變化，0”表示“工作中”，“1”、“2”、“3”表示“不在工作狀態(tài)”；點(diǎn)擊查看當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)State信息、框選查看選擇區(qū)域內(nèi)State信息；（4）查看CPU統(tǒng)計(jì)信息：框選CPU Slice，以不同維度進(jìn)行分析；以線程維度分析、以進(jìn)程維度分析、CPU Usage排名、線程切換次數(shù)、各狀態(tài)詳情。

進(jìn)程和線程調(diào)優(yōu)：

查看到系統(tǒng)級(jí)所有進(jìn)程級(jí)線程信息；

展開(kāi)泳道圖，查看對(duì)應(yīng)進(jìn)程下線程信息，包括線程狀態(tài)及各線程的調(diào)用棧；

框選一定區(qū)域后，可查看到框選時(shí)間范圍內(nèi)的線程狀態(tài)，各線程在CPU上的使用占比等信息；

點(diǎn)擊線程時(shí)間片，可查看當(dāng)前線程的狀態(tài)，包括開(kāi)始時(shí)間，持續(xù)時(shí)長(zhǎng)，當(dāng)前運(yùn)行在哪個(gè)CPU上，優(yōu)先等級(jí)，所屬進(jìn)程，上線文關(guān)系，喚醒關(guān)系等；

點(diǎn)擊調(diào)用棧時(shí)間片信息，可查看當(dāng)前調(diào)用棧的名稱(chēng)，開(kāi)始時(shí)間，持續(xù)時(shí)間及調(diào)用棧深度。

內(nèi)存調(diào)優(yōu)：

泳道圖展示malloc和mmap分配內(nèi)存總量及趨勢(shì)圖；

根據(jù)框選區(qū)間統(tǒng)計(jì)各類(lèi)型內(nèi)存信息和占比；

根據(jù)事件類(lèi)型計(jì)算其占比及size大?。?/p>

以火焰圖的形式展示調(diào)用棧信息；

展示內(nèi)存單次分配信息，包括調(diào)用的函數(shù)庫(kù)，方法等；

可根據(jù)業(yè)務(wù)要求標(biāo)記時(shí)間區(qū)間，計(jì)算區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)變化信息。

05

調(diào)優(yōu)案例介紹

CPU調(diào)度分析

場(chǎng)景描述：作為開(kāi)發(fā)者，每次跟蹤C(jī)PU調(diào)度關(guān)系是一件非常痛苦且耗時(shí)的事情，期望有工具能快速查看CPU喚醒關(guān)系信息；

問(wèn)題分析：通過(guò)喚醒關(guān)系樹(shù)一鍵顯示功能，幫助開(kāi)發(fā)者快速直觀的顯示各時(shí)間點(diǎn)的CPU喚醒關(guān)系，減少了開(kāi)發(fā)者通過(guò)常規(guī)文本查找的工作量，切實(shí)幫助到了開(kāi)發(fā)者。

內(nèi)存泄漏分析

場(chǎng)景描述：應(yīng)用出現(xiàn)內(nèi)存泄漏現(xiàn)象，需要定位內(nèi)存泄漏點(diǎn)；

問(wèn)題分析：通過(guò)問(wèn)題Trace，查看內(nèi)存的占比，利用工具從內(nèi)存類(lèi)型，到調(diào)用庫(kù)，到具體方法的調(diào)用，逐層分析，確認(rèn)內(nèi)存泄漏原因，通過(guò)改進(jìn)解決應(yīng)用問(wèn)題。

卡頓丟幀分析

場(chǎng)景描述：進(jìn)入Launcher后界面出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象；

問(wèn)題分析：通過(guò)工具進(jìn)行分析，查看到Render Service在一段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)實(shí)際幀處理慢的現(xiàn)象，導(dǎo)致后續(xù)幀處理大范圍處理延時(shí)，導(dǎo)致整體的卡頓現(xiàn)象。

播放性能問(wèn)題分析

場(chǎng)景描述：OpenHarmony 3.2版本以后媒體播放的CPU變高了，需要定位問(wèn)題原因，并優(yōu)化。

問(wèn)題分析過(guò)程： （1）通過(guò)工具進(jìn)行分析，導(dǎo)致問(wèn)題的直接原因在于GStreamer的“vqueue:src 1971”線程一直在占用CPU，需要針對(duì)該線程做進(jìn)一步的分析；

（2）通過(guò)對(duì)源代碼打點(diǎn)定位分析，發(fā)現(xiàn)GStreamer在邏輯上只負(fù)責(zé)送顯，沒(méi)有找到問(wèn)題根因，需要再通過(guò)工具定位Trace內(nèi)部邏輯；

（3）通過(guò)OpenHarmony Hiperf工具火焰圖功能抓取Trace，分析Trace定位問(wèn)題，檢查發(fā)現(xiàn)是“GST_SYSTEM_CLOCK_ENTRY_WAIT_UNTIL”返回不符合預(yù)期，根因是內(nèi)核的futex調(diào)用走的是32位的接口，而3568默認(rèn)為64位內(nèi)核+32位的 UserSpace，從而導(dǎo)致該接口未按照實(shí)際給的超時(shí)等待，總是提前返回；

（4）因此，解決該問(wèn)題需要通過(guò)修改相關(guān)定義，使GSteamer直接走系統(tǒng)調(diào)用接口。

06

工具獲取

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審核編輯 黃宇