使用PerfView监测.NET程序性能（二）：Perfview的使用

在上一篇博客中，我们了解了对Windows及应用程序进行性能分析的基础：Event Trace for Windows (ETW)。现在来看看基于ETW的性能分析工具——Perfview.exe

Perfview简介

Perfview是一个开源的CPU和内存性能分析工具，也包括一些针对.NET的分析功能，例如GC分析，JIT分析，甚至ASP.NET中的请求统计等等。Perfview是一个Windows应用程序，但也能对在Linux系统上采集的数据进行分析（参考）。Perfview免安装，而且只是一个14M的.exe文件，非常容易部署到需要进行性能分析的机器上，例如生产环境的服务器。而且在性能数据收集的过程中不需要重启应用程序或者服务器，而且收集的性能数据日志（.etl文件）可以被拷贝到其他Windows机器上，再进行分析工作，对业务的影响非常少。

Perfview已迁移到GitHub上，可以在上面下载Perfview.exe，clone库或者查看相关资料。

Perfview GitHub:https://github.com/Microsoft/perfview

Perfview视频教程：https://channel9.msdn.com/Series/PerfView-Tutorial

Vance Morrison关于Perfview的博客：https://blogs.msdn.microsoft.com/vancem/tag/perfview/

Perfview使用

在简单介绍Perfview后，我们来使用Perfview进行一个小小的性能分析，来熟悉一下Perfivew的基本操作。

这个实验使用的代码，就是Vance Morrison在视频教程中用到的Console程序。代码可以在Perfivew自带的帮助文件中找到。

 using System;
    // using System.Collections.Generic;

    class Program
    {
        public static int aStatic = ;
        // Spin is a simple compute bound program that lasts for 5 seconds
        // It is a useful test program for CPU profilers.
        static int Main(string[] args)
        {
            int numSec = ;
            if (args.Length == )
                numSec = int.Parse(args[]);

            Console.WriteLine("Spinning for {0} seconds", numSec);
            RecSpin(numSec);
            return ;
        }

        // Spin for 'timeSec' seconds.   We do only 1 second in this
        // method, doing the rest in the helper.
        static void RecSpin(int timeSec)
        {
            if (timeSec <= )
                return;
            --timeSec;
            SpinForASecond();
            RecSpinHelper(timeSec);
        }

        // RecSpinHelper is a clone of RecSpin.   It is repeated
        // to simulate mutual recursion (more interesting example)
        static void RecSpinHelper(int timeSec)
        {
            if (timeSec <= )
                return;
            --timeSec;
            SpinForASecond();
            RecSpin(timeSec);
        }

        // SpingForASecond repeatedly calls DateTime.Now until for
        // 1 second.  It also does some work of its own in this
        // methods so we get some exclusive time to look at.
        static void SpinForASecond()
        {
            DateTime start = DateTime.Now;
            for (; ; )
            {
                if ((DateTime.Now - start).TotalSeconds > )
                    break;

                // Do some work in this routine as well.
                for (int i = ; i < ; i++)
                    aStatic += i;
            }
        }

    }

以上代码很简单，SpinForASecond()在一秒内不断调用DateTIme.Now，而RecSpin()和RecSpinHelper()则不断地相互调用对方。这里使用循环的目的是，循环执行是一种典型的CPU密集型操作，而RecSpin()和RecSpinHelper()则是为了丰富程序的函数调用栈。

步骤一：收集程序运行数据，生成由ETW数据组成的.etl文件。

Perfview提供两种收集数据的方式，Run和Collect。“Run”是直接指定需要启动的应用程序的名称，以便启动该程序。“Collect”则是直接启动Perfview并开始收集。但不要以为"Run"方式只收集指定程序的数据。事实上无论哪种方式，Perfview都会收集系统范围内全部数据，并且收集完成后，需要选择某一个进程以进行分析。

我们以“Run”方式来收集以上代码生成的Tutorial.exe程序。

在弹出的对话框中，填入需要启动Tutorial.exe的全文件名,以及填入生成etl文件的文件名（这里是PerfViewData.etl），并点击“Run Command”：

Perfview收集和处理数据的时间比较长。在处理过程中，Perfview的右下角会闪动，并且可以查看运行日志，了解到当前Perfview在执行什么工作。

步骤二：选择需要分析的进程

在收集完毕后，在左边选择“PerfViewData.etl.zip”，并在展开的选择项中双击选择“CPU Stacks”，此时，会弹出进程选择对话框，选择需要进行CPU分析的进程。这里选择我们运行的Tutorial.exe进程。

步骤三：查看执行栈视图

在双击选择了“Tutorial.exe”的进程后，进入到程序详细的执行栈的视图中。这里记录着Tutorial.exe的函数调用树，以及函数的执行时间。

在该视图中，你可以看到Tutorial.exe的函数调用情况，包括函数调用树（Call-Tree），某个函数的调用者（Calls）和被该函数调用的函数（Callees），另外，在视图右侧，是函数的执行时间，其中，“Exc”是指 Exclusive，是指函数自己（不包含该函数里执行的子函数）的执行时间，而“Inc”是指Inclusive,指该函数及该函数中执行的子函数的总的执行时间。

另外，这个执行时间是怎么认定的呢？ 答案是CPU采样。Perfview对CPU进行采样，默认每个CPU采样是1毫秒（在Prefview的高级设置中可以设置到0.125毫秒~1毫秒），每次采样中可以得到当前CPU正则执行什么代码。例如DateTime_getNow()有3250采样，则可以说明在整个程序运行中，DateTime_getNow()占用了3250毫秒的CPU时间，占整个运行时间的66.2%。通过比较各个函数的执行时间，我们就可以知道程序中哪个函数占用比较多的CPU时间。

以上便是Prefview的基本的使用步骤。Prefview提供了非常多并强大的功能，例如分组(Grouping)，折叠(Folding)，时间范围选择，这些在后续教程里再聊。而更强大的是，F1帮助手册里，有着非常详细的使用说明和术语解析，而且界面上几乎每个功能都有说明的ToolTip和说明的超链接如果对某个功能用法不是很清楚，可以方便地找到说明，真是业界良心。

参考资料

How many samples are enough when using a sample based profiler in a performance Investigation

The TraceEvent Library Programmers Guide

系列目录

使用PerfView监测.NET程序性能（一）：Event Trace for Windows

使用PerfView监测.NET程序性能（二）：Perfview的使用

使用PerfView监测.NET程序性能（三）：分组

使用PerfView监测.NET程序性能（四）：折叠，过滤和时间范围选择