使用valgrind进行后台服务器的性能优化

使用valgrind进行后台服务器的性能优化

2008-04-30

一．        Valgrind安装说明：

先从http://valgrind.org/上将安装包down下来(使用3.2.0及以上版本)，然后进行安装：

./configure

   make

   make install (as "root" if needed)

 

二．        使用valgrind进行性能瓶颈定位：

1．先将服务器运行环境搭建好，确定服务器程序能正常运行及响应请求。

2．使用valgrind启动服务器进程：（关于valgrind相关详细的参数说明请见最末的附注）

   valgrind --tool=callgrind --separate-threads=yes ./tcpd ./main.cfg

  （说明：--tool=callgrind,表示使用valgrind提供的性能分析功能，--separate-threads=yes,表示是要查看多线程相关数据）

3．使用另一台服务器向WEB服务器发起请求，一般我们使用ab工具来做性能测试，如：/usr/local/apache2/bin/ab –c100 -n100960  http://10.1.164.18/adsview?c=www&l=QQ_Width3&log=off

4.在启动了valgrind的服务器上dump相关性能数据：

callgrind_control -d -w /usr/local/ads5/bin

（说明：callgrind_control会将所有的线程性能数据dump到/usr/local/ads5/bin目录下面，生成如callgrind.out.23159.1-06这样的文件。可以使用callgrind_control –h命令查看帮助。）

 

5.查看性能数据：

在dump文件所在的目录下，使用callgrind_annotate --inclusive=yes callgrind.out.23159.1-06命令即可进行查看：

 

在输出中就可以查看所调用的函数所使用的时间数字

如果要进一步查看某一个函数里又有哪些函数被调用，及调用的时间值，可以使用callgrind_annotate --inclusive=yes --tree=both callgrind.out.23159.1-06命令进行查看。

 

如在解析的业务处理的函数FindCtreativePlayContent中， snprintf函数占用了大部分的时间，就可以针对此函数进行优化。

三．        进行函数优化：

找到了我们要优化的函数，接下来就是进行代码优化，如在FindCtreativePlayContent中，我们使用memcpy函数来替代snprintf函数。下面是另一个函数优化前后的比较：

 

优化的方法很多，针对不同的业务，有不同的优化方法。

四．        优化后效果比较：

优化完了之后，可以通过ab的性能测试，测试性能是否有提升，也可以通过valgrind提供的性能数据，手工计算此函数性能是否有了提升。如可以计算优化函数在总的业务流程中所占用的时间比。

 

五．        附录：

附录1：valgrind使用说明（英文）

http://valgrind.org/docs/manual/manual.html

附录2：valgrind使用说明(中文)：

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一：Valgrind的安装

1． 解压valgrind-3.7.0.tar.bz2。tar jxf valgrind-3.7.0.tar.bz2

2． 进入解压的目录，运行如下命令

a) ./configure

b) Make

c) Make install

二：Valgrind介绍

valgrind安装完毕后，会附带如下几个强大的工具：

1．Memcheck 检查程序的内存管理情况，所有的内存读写都将被检查，对malloc/new/free/delete调用都将被截取。

它可以检测如下几种情况：

1.1 访问不该访问的内存（比如越界访问）

1.2内存泄漏 (比如new后没有delete操作)

1.3堆的错误释放

1.4给memcpy()和相关函数传递重叠的源和目的内存块

1.5不对静态数组(分配在栈上)进行边界检查

使用:   valgrind --tool=memcheck --leak-check=yes your_program

2．Callgrind 分析程序运行过程中，各个函数的调用情况以及所占整个程序运行期间的百分比。

这两个工具是我们在程序的开发过程中所经常用到的。

注意：

1、我们在编译自己的程序的时候，不要忘记加-g选项，这样，使用这些工具我们将会看到所对应的代码行；

2、使用valgrind时，程序可以用daemon的方式运行；

3、valgrind本身是一个模拟器，所以性能不高，做server性能测试时，发请求应该慢一点，比如50/s的请求量，这样可以保证server是可以处理过来的，每一个分支都跑到了。

举例：如果发的太快，那么server处理不过来，server内部都是超时，响应处理线程都接收不到响应，响应处理线程就检测不到了。

4、valgrind生成的报告需要我们程序的正常退出，所以不可以使用kill -9 等方式强行退出；如果发现无法正常退出程序的时候，我们可以修改下自己的程序，让自己的程序运行一段时间后，自己退出。（比如我们做Server开发时，可以在接收请求的地方控制接收n个请求后，就退出，如下图：）

 

现在让我们来看看使用valgrind中的callgrind工具是如何来分析我们程序的运行情况。使用如下命令，执行程序：

         valgrind --tool=callgrind --separate-threads=yes ./your_program

执行一段时间后，程序正常退出，将会看到在自己的bin目录下会生成如下几个文件：

 

 

为什么会有这么多文件？

这些文件类似按照线程生成的，接收请求+解包是一个模块，就在一个文件中；调用外部接口的应答处理线程和应答解包就在一个文件中。把这些文件下载到本地，用kcachegrind.exe（直接解压kcachegrind.zip，到网上下载http://sourceforge.net/projects/precompiledbin/?source=typ_redirect）分别打开这些文件，找到我们需要的结果，如下所示：

 

这里我们看DeCode占用CPU比较多，那么DeCode是否可以有话呢？这个时候你可以分析DeCode，决定是否可以优化，就这样一个一个找出CPU占用率搞的模块和函数，分析其是否可以优化。

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