第二届大会回顾第15期 | OpenHarmony性能调优工具介绍

演讲嘉宾 | 刘 洋

回顾整理 | 廖 涛

排版校对 | 李萍萍

嘉宾介绍

开发者工具分论坛

刘洋，江苏润和软件股份有限公司副总裁，聚焦芯片设计及底层软件、操作系统移植及核心算法的优化与适配，润和软件芯片业务创立人，润和芯片全栈解决方案平台HiHope发起人，带领公司进军国际芯片领域并成为ARM生态圈Linaro重要合作伙伴。OpenHarmony项目群工作委员会成员，OpenHarmony Dev-Board SIG（开发板兴趣组）创立人及组长。

视频回顾

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正文内容

性能调优即调节操作系统、硬件以及应用三者间的关系，实现整个系统的性能最大化，使其满足现有的业务需求。性能优化是软件开发中最重要的工作之一，一个好的性能调优工具可以提升开发者的开发质量和效率。OpenHarmony上如何进行性能调优，有哪些高效易用的性能调优工具？润和软件副总裁刘洋在第二届OpenHarmony技术大会上进行了精彩分享。

01

Smartperf-Host

OpenHarmony性能调优工具“Smartperf-Host”是一款深入挖掘数据、细粒度地展示数据的性能功耗调优工具，为开发者提供了一套性能调优平台，支持了对CPU调度、频点、进程线程时间片、堆内存、帧率等数据进行采集和展示。该组件整体分为设备端和PC端两部分，设备端和PC端基于gRPC通信框架进行数据交互。其中，（1）设备端内部分为应用程序内嵌组件、命令行工具、性能调优服务、性能调优插件集合、部分系统工具及部分系统内核等模块；（2）PC端以Smartperf-Host网站的形式进行发布，内部分为Trace Streamer数据解析、SQLite数据存储、hdc设备管理、数据导入、UI绘制、数据分析等模块。

02

配置抓取

Smartperf-Host工具端侧抓取所依赖的组件已原生预置在OpenHarmony系统中，在需要使用时，可通过网页基于Hdc设备管理进行连接，支持根据业务进行配置设定，业务范围包括CPU调优、进程线程调度分析调优、内存调优等。完成设定后，可进行在线直接抓取业务Trace，也可以选择命令行进行抓取。抓取结束后，即可通过网页进行业务分析解决问题。

03

界面展示

Smartperf-Host工具的菜单区域包括文件导入、配置、下载、Sql查询、在线文档等。各区域显示信息如下：

时间轴区域以颜色深浅表示CPU的使用负载情况

泳道图区域包括CPU区域和进程线程区域：CPU区域包括负载展示、CPU时间片展示、频点展示等信息；进程线程区域包括进程、线程、调用栈等信息

Tab显示区域针对不同业务的框选或点选进行数据展示

04

功能介绍

CPU调优：CPU调优包括CPU运行状态、CPU频率信息、CPU工作状态信息、软硬终端信息等性能功耗调优，展示方式为泳道图，支持图形用户界面GUI操作、分析数据。

图中各区域详情：（1）CPU运行状态：颜色区分各进程、点击Slice显示CPU使用详情、支持CPU唤醒关系信息展示、支持CPU唤醒跳转功能；（2）CPU频点：基于时间轴频点变化展示、点击查看当前时间点频点信息、框选查看选择区域内频点信息；（3）CPU State：基于时间轴显示State的变化，0”表示“工作中”，“1”、“2”、“3”表示“不在工作状态”；点击查看当前时间点State信息、框选查看选择区域内State信息；（4）查看CPU统计信息：框选CPU Slice，以不同维度进行分析；以线程维度分析、以进程维度分析、CPU Usage排名、线程切换次数、各状态详情。

进程和线程调优：

查看到系统级所有进程级线程信息；

展开泳道图，查看对应进程下线程信息，包括线程状态及各线程的调用栈；

框选一定区域后，可查看到框选时间范围内的线程状态，各线程在CPU上的使用占比等信息；

点击线程时间片，可查看当前线程的状态，包括开始时间，持续时长，当前运行在哪个CPU上，优先等级，所属进程，上线文关系，唤醒关系等；

点击调用栈时间片信息，可查看当前调用栈的名称，开始时间，持续时间及调用栈深度。

内存调优：

泳道图展示malloc和mmap分配内存总量及趋势图；

根据框选区间统计各类型内存信息和占比；

根据事件类型计算其占比及size大小；

以火焰图的形式展示调用栈信息；

展示内存单次分配信息，包括调用的函数库，方法等；

可根据业务要求标记时间区间，计算区间内数据变化信息。

05

调优案例介绍

CPU调度分析

场景描述：作为开发者，每次跟踪CPU调度关系是一件非常痛苦且耗时的事情，期望有工具能快速查看CPU唤醒关系信息；

问题分析：通过唤醒关系树一键显示功能，帮助开发者快速直观的显示各时间点的CPU唤醒关系，减少了开发者通过常规文本查找的工作量，切实帮助到了开发者。

内存泄漏分析

场景描述：应用出现内存泄漏现象，需要定位内存泄漏点；

问题分析：通过问题Trace，查看内存的占比，利用工具从内存类型，到调用库，到具体方法的调用，逐层分析，确认内存泄漏原因，通过改进解决应用问题。

卡顿丢帧分析

场景描述：进入Launcher后界面出现卡顿现象；

问题分析：通过工具进行分析，查看到Render Service在一段时间内出现实际帧处理慢的现象，导致后续帧处理大范围处理延时，导致整体的卡顿现象。

播放性能问题分析

场景描述：OpenHarmony 3.2版本以后媒体播放的CPU变高了，需要定位问题原因，并优化。

问题分析过程： （1）通过工具进行分析，导致问题的直接原因在于GStreamer的“vqueue:src 1971”线程一直在占用CPU，需要针对该线程做进一步的分析；

（2）通过对源代码打点定位分析，发现GStreamer在逻辑上只负责送显，没有找到问题根因，需要再通过工具定位Trace内部逻辑；

（3）通过OpenHarmony Hiperf工具火焰图功能抓取Trace，分析Trace定位问题，检查发现是“GST_SYSTEM_CLOCK_ENTRY_WAIT_UNTIL”返回不符合预期，根因是内核的futex调用走的是32位的接口，而3568默认为64位内核+32位的 UserSpace，从而导致该接口未按照实际给的超时等待，总是提前返回；

（4）因此，解决该问题需要通过修改相关定义，使GSteamer直接走系统调用接口。

06

工具获取

代码路径：	https://gitee.com/openharmony/developtools_profiler/tree/master/host/smartperf
使用指导：	https://gitee.com/openharmony/developtools_smartperf_host/tree/master/ide/src/doc/md
编译指导：	https://gitee.com/openharmony/developtools_profiler/tree/master/host/smartperf/ide
	https://gitee.com/openharmony/developtools_profiler/tree/master/host/smartperf/trace_streamer

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审核编辑 黄宇