使用simpleperf進行性能分析

一、簡介

Simpleperf是一個開源的性能分析工具，可以用於分析Android及Linux系統的應用程序、內核驅動程序和內核下的服務程序的性能。

Simpleperf在Android系統中以二進位文件的形式存在，可以運行於ARM、x86等CPU架構上，可以獲取與當前配置的CPU相關聯的硬體計數器、堆棧跟蹤支持，還可以dump backtrace、tracepoint和kprobe事件等。此外，Simpleperf還支持多種輸出格式，方便用戶進行性能數據分析、比較。

通俗來說，Simpleperf是Android平台上的perf工具，提供的功能比perf更易用、更有針對性，如果你是Android平台的應用開發人員或系統開發人員，那麼Simpleperf可能是你最佳的性能調優工具。

二、安裝和配置

Simpleperf可以在Google官方提供的倉庫中獲取，需要確保您的設備上已經具備adb命令。以Ubuntu操作系統為例，輸入以下命令行來安裝：

sudo apt-get install android-tools-adb
adb root
adb shell "echo 0 > /proc/sys/kernel/kptr_restrict"

當然，Simpleperf也可以通過源代碼來編譯運行。Simpleperf提供了兼容ARM、x86 CPU架構的二進位文件，分別命名為simpleperf，simpleperf.x86或者simpleperf.arm。在使用Simpleperf之前，用戶需要確認系統內核是否支持性能功能且該功能是否已開啟。在設備啟動時添加下列命令配置：

mount -o remount,rw -t rootfs rootfs
echo "0" > /proc/sys/kernel/perf_event_paranoid
mount -o remount,ro -t rootfs rootfs

三、使用方法

1.獲取簡單的性能數據

在一個常式（如：helloworld）中加入延遲（等待任意鍵）以便於採集性能數據，輸入以下命令：

adb shell "echo 7 > /proc/sys/kernel/printk"
adb shell "./helloworld" &
adb shell "echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/sched_wakeup/enable"
adb shell "sleep 5"
adb shell "simpleperf record -p `pidof helloworld` --duration 1 -o perf.data"
adb shell "simpleperf report"

simpleperf採集數據，將數據存儲到perf.data文件中。

simpleperf report將顯示採集到的性能數據。如下所示：

100.00%  helloworld              [.] main
         |
         --100.00%--xwrite
            |
            --100.00%--__write_nocancel

2.獲取內核級事件

首先確認系統內核是否支持內核級事件：

adb shell "cat /proc/kallsyms | grep perf_event_open"

運行如下命令獲取內核級事件：

adb shell "echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/events/raw_syscalls/sys_enter/enable"
adb shell "echo 1 > /sys/kernel/debug/tracing/tracing_on"
adb shell "echo 0 > /proc/sys/kernel/kptr_restrict"

adb shell "simpleperf record -e syscalls:sys_enter -o perf.data sleep 1"
adb shell "cat perf.data | simpleperf report -n"

3.通過perf.data文件獲取火焰圖

需要先安裝flamegraph才能使用：

git clone https://github.com/brendangregg/FlameGraph.git

使用以下命令獲取火焰圖：

adb pull perf.data
cd $FLAMEGRAPH_HOME
$ perf script -i perf.data | ./stackcollapse-perf.pl | ./flamegraph.pl > perf.svg

四、總結

Simpleperf是一個功能強大的性能分析工具，支持多種硬體計數器、堆棧跟蹤支持、跟進backtrace、tracepoint和kprobe事件等，有助於開發人員針對性地對程序進行調優優化，深入理解程序的性能瓶頸問題，並實現優化，提升程序的性能。

Simpleperf在性能分析方面有著非常廣泛的應用，並且配合其他工具可以為開發人員帶來很多便利，如果你還沒有使用過Simpleperf，那麼就趕快試試吧。