linux中为什么要性能优化
这篇文章主要介绍了linux中为什么要性能优化，具有一定借鉴价值，感兴趣的朋友可以参考下，希望大家阅读完这篇文章之后大有收获，下面让小编带着大家一起了解一下。
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为什么要性能优化
也许是想要支持更高的吞吐量，想要更小的延迟，或者提高资源的利用率等，这些都是性能优化的目标之一。不过需要提醒的是，不要过早的进行性能优化。如果当前并没有任何性能问题，又何必耗费这个精力呢?当前一些有助于提高性能的编码习惯还是可以时刻保持的。
目标
全面的性能优化不是一件简单的事情。本系列文章不在于介绍性能优化原理或者特定的算法优化。旨在分享一些实践中常用到的技巧，同时也主要关注CPU方面。
如何发现性能瓶颈
解决性能问题的第一步是发现性能问题。如何快速发现性能问题呢?对于本文来说，如何发现那些使CPU不停地瞎忙的代码呢?为什么这里是说让CPU瞎忙的代码?
举个例子，完成某个事情，你可能只需要一个CPU时间片，但是由于代码不够好，使得仍然需要多个CPU时间片。导致CPU非常忙碌，而无法继续提高它的效率。
top
这个命令相信大家都用过，可以实时看到进程的一些状态。它的使用方法有很多文章不厌其烦地对其进行了介绍，本文不打算进行介绍。我们可以通过top命令看到某个进程占用的CPU，但是CPU占用高并不代表它有性能问题，也有可能是CPU正在有效地高速运转，并没有占着茅坑不拉屎。
快速发现
想必我们都听过八二法则，同样的，80%的性能问题集中于20%的代码。因此我们只要找到这20%的部分代码，就可以有效地解决一些性能问题。
本文使用perf命令，它很强大，支持的参数也非常多，不过没关系，本文也没打算全部介绍。
系统中可能没有perf命令，ubuntu可以使用如下方法安装：
sudo apt install linux-tools-common
实例
直接来看示例吧。例子很简单，只是将字符串的字母转为大写罢了。当然了，很多人可能一眼就看出了哪里有性能问题，不过没关系，这个例子只是为了说明perf的应用。
//toUpper.c #include#include #include #include #include #include #define MAX_LEN 1024*1024 void printCostTime(struct timeval *start,struct timeval *end) { if(NULL == start || NULL == end) { return; } long cost = (end->tv_sec - start->tv_sec) * 1000 + (end->tv_usec - start->tv_usec)/1000; printf("cost time: %ld ms\n",cost); } int main(void) { srand(time(NULL)); int min = 'a'; int max = 'z'; char *str = malloc(MAX_LEN); //申请失败则退出 if(NULL == str) { printf("failed\n"); return -1; } unsigned int i = 0; while(i < MAX_LEN)//生成随机数 { str[i] = ( rand() % ( max - min ) ) + min; i++; } str[MAX_LEN - 1] = 0; struct timeval start,end; gettimeofday(&start,NULL); for(i = 0;i < strlen(str) ;i++) { str[i] = toupper( str[i] ); } gettimeofday(&end,NULL); printCostTime(&start,&end); free(str); str = NULL; return 0; }
编译成可执行程序并运行：
$ gcc -o toUpper toUpper.c $ ./toUpper
这个时候我们用top查看结果发现toUpper程序占用CPU 100%：
$ top -p `pidof toUpper` PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND 24456 root 20 0 5248 2044 952 R 100.0 0.0 0:07.13 toUpper
打开另外一个终端，执行命令：
$ perf top -p `pidof toUpper` Samples: 1K of event 'cycles:ppp', Event count (approx.): 657599945 Overhead Shared Object Symbol 99.13% libc-2.23.so [.] strlen 0.19% [kernel] [k] perf_event_task_tick 0.11% [kernel] [k] prepare_exit_to_usermode 0.10% libc-2.23.so [.] toupper 0.09% [kernel] [k] rcu_check_callbacks 0.09% [kernel] [k] reweight_entity 0.09% [kernel] [k] task_tick_fair 0.09% [kernel] [k] native_write_msr 0.09% [kernel] [k] trigger_load_balance 0.00% [kernel] [k] native_apic_mem_write 0.00% [kernel] [k] __perf_event_enable 0.00% [kernel] [k] intel_bts_enable_local
其中pidof命令用于获取指定程序名的进程ID。
看到结果了吗?可以很清楚地看到，strlen函数占用了整个程序99%的CPU，那这个CPU的占用是否可以优化掉呢?我们现在都清楚，显然是可以的，在对每一个字符串进行大写转换时，都进行了字符串长度的计算，显然是没有必要，可以拿到循环之外的。
同时我们也关注到，这里面有很多符号可能完全没见过，不知道什么含义了，比例如reweight_entity，不过我们知道它前面有着kernel字样，因此也就明白，这是内核干的事情，仅此而已。
这里实时查看的方法，当然你也可以保存信息进行查看。
$ perf record -e cycles -p `pidof toUpper` -g -a
执行上面的命令一段时间，用于采集相关性能和符号信息，随后ctrl+c中止。默认当前目录下生成perf.data，不过这里面的数据不易阅读，因此执行：
$ perf report + 100.00% 0.00% toUpper [unknown] [k] 0x03ee258d4c544155 + 100.00% 0.00% toUpper libc-2.23.so [.] __libc_start_main + 99.72% 99.34% toUpper libc-2.23.so [.] strlen 0.21% 0.02% toUpper [kernel.kallsyms] [k] apic_timer_interrupt 0.19% 0.00% toUpper [kernel.kallsyms] [k] smp_apic_timer_interrupt 0.16% 0.00% toUpper [kernel.kallsyms] [k] ret_from_intr 0.16% 0.00% toUpper [kernel.kallsyms] [k] hrtimer_interrupt 0.16% 0.00% toUpper [kernel.kallsyms] [k] do_IRQ 0.15% 0.15% toUpper libc-2.23.so [.] toupper 0.15% 0.00% toUpper [kernel.kallsyms] [k] handle_irq 0.15% 0.00% toUpper [kernel.kallsyms] [k] handle_edge_irq 0.15% 0.00% toUpper [kernel.kallsyms] [k] handle_irq_event 0.15% 0.00% toUpper [kernel.kallsyms] [k] handle_irq_event_percpu 0.14% 0.00% toUpper [kernel.kallsyms] [k] __handle_irq_event_percpu 0.14% 0.01% toUpper [kernel.kallsyms] [k] __hrtimer_run_queues 0.13% 0.00% toUpper [kernel.kallsyms] [k] _rtl_pci_interrupt
其中-g参数为了保存调用调用链，-a表示保存所有CPU信息。
因此就可以看到采样信息了，怎么样是不是很明显，其中的+部分还可以展开，看到调用链。
例如展开的部分信息如下：
- 100.00% 0.00% toUpper libc-2.23.so [.] __libc_start_main - __libc_start_main 99.72% strlen
当然了，实际上你也可以将结果重定向到另外一个文件，便于查看：
$ perf report > result $ more result # Event count (approx.): 23881569776 # # Children Self Command Shared Object Symbol # ........ ........ ....... ................. .............................. ................... # 100.00% 0.00% toUpper [unknown] [k] 0x03ee258d4c544155 | ---0x3ee258d4c544155 __libc_start_main | --99.72%--strlen 100.00% 0.00% toUpper libc-2.23.so [.] __libc_start_main | ---__libc_start_main | --99.72%--strlen 99.72% 99.34% toUpper libc-2.23.so [.] strlen | --99.34%--0x3ee258d4c544155
感谢你能够认真阅读完这篇文章，希望小编分享的“linux中为什么要性能优化”这篇文章对大家有帮助，同时也希望大家多多支持创新互联，关注创新互联行业资讯频道，更多相关知识等着你来学习!
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