google开源的C++性能分析工具 - gperftools

gperftools是Google提供的一套工具，其中的一个功能是CPU profiler，用于分析程序性能，找到程序的性能瓶颈。
Graphviz是一个由AT&T实验室启动的开源工具包，用于绘制DOT语言脚本描述的图形，gperftools依靠此工具生成图形分析结果。
安装命令：yum install graphviz
编译google-perftools
因为我们只需要tcmalloc功能，因此不编译google-perftools中的其他工具。
wget http://gperftools.googlecode.com/files/google-perftools-1.9.1.tar.gz
tarxvzf google-perftools-1.9.1.tar.gz
cd google-perftools-1.9.1
./configure –disable-cpu-profiler –disable-heap-profiler –disable-heap-checker –enable-minimal–disable-dependency-tracking
make
makeinstall
/sbin/ldconfig
用法
1.目标程序中引入头文件

示例：

#include <google/profiler.h>
#include <iostream>
using namespace std;
void func1() {
   int i = 0;
   while (i < 100000) {
       ++i;
   }  
}
void func2() {
   int i = 0;
   while (i < 200000) {
       ++i;
   }  
}
void func3() {
   for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
       func1();
       func2();
   }  
}
int main(){
   ProfilerStart("my.prof"); // 指定所生成的profile文件名
   func3();
   ProfilerStop(); // 结束profiling
   return 0;
}

然后编译链接运行，使用pprof生成分析结果
g++-o demo demo.cpp -lprofiler
运行demo，生成my.prof文件，然后用pprof命令对该文件解析，生成结果txt或pdf等。
pprof–text ./demo my.prof > output.txt
pprof–pdf ./demo my.prof > output.pdf

pdf格式的比较直观

图形风格的结果由节点和有向边组成，
每个节点代表一个函数，节点数据格式：
Class Name
Method Name
local (percentage)
of cumulative (percentage)
local时间是函数直接执行的指令所消耗的CPU时间（包括内联函数）。性能分析通过抽样方法完成，默认是1秒100个样本，一个样本是10毫秒，即时间单位是10毫秒；cumulative时间是local时间与其他函数调用的总和；如果cumulative时间与local时间相同，则不打印cumulative时间项。
有向边：调用者指向被调用者，有向边上的时间表示被调用者所消耗的CPU时间

文本风格输出结果
Total: 116 samples
83 71.6% 71.6% 83 71.6% func2
33 28.4% 100.0% 33 28.4% func1
0 0.0% 100.0% 116 100.0% __libc_start_main
0 0.0% 100.0% 116 100.0% _start
0 0.0% 100.0% 116 100.0% func3
0 0.0% 100.0% 116 100.0% main
一共6列，分别代表的意思是：
分析样本数量（不包含其他函数调用）
分析样本百分比（不包含其他函数调用）
目前为止的分析样本百分比（不包含其他函数调用）
分析样本数量（包含其他函数调用）
分析样本百分比（包含其他函数调用）
函数名

注意：

gperftools需要程序正常退出才能向prof文件打印数据，所以当程序无法退出时，得要发送信号给进程，在接到信号后，调用ProfilerStop();函数，才能打印出数据。如下所示：

void signal_handler(int signo)
{
    signal(signo, signal_handler);
    INFO_LOG("recv signal[%d]", signo);
    switch(signo)
    {      
        case SIGTERM:
             //程序自己退出，或shell里调用kill缺省该进程。该信号可以被阻塞，或被处理
             //可以在这里做一些程序退出前的最后处理工作
             ProfilerStop();
             INFO_LOG("Process recieve SIGTERM");
             break;      
    }
    exit(0);
}
//主函数
signal(SIGTERM, &signal_handler);