HarmonyOS NEXT 调优工具 Smart Perf Host 高效使用指南

HarmonyOS开发者社区 2023-11-08 16:41:44

在软件开发的过程中，很多开发者都经常会遇到一些性能问题，比如应用启动慢、点击滑动卡顿、应用后台被杀等，想要解决这些问题势必需要收集大量系统数据。而在收集数据的过程中，开发者则需要在各种工具和命令之间来回切换，不但容易错过问题发生时间点，数据收集完如何能将信息有效结合分析又将是一件复杂的工作。基于开发痛点，HarmonyOS NEXT 通过构建 Smart Perf 工具全家桶，为开发和测试人员提供了测试、调优、分析一站式服务，接下来让我们一起来看 Smart Perf 如何解决开发性能问题。

在 Smart Perf 工具全家桶中，Smart Perf Host 主要提供性能调优能力，目前可提供调优数据一键抓取，系统调度分析，CPU 使用情况展示，调用栈展示，Native Memory 跟踪和分析，文件系统跟踪，Trace 抓取和分析和高阶使用方式（用户可以通过自定义 SQL 细粒度查询性能调优数据）等能力。想要了解 Smart Perf Host 如何在大量数据中进行性能问题快速分析，首先可通过典型场景分析模版来进行深入了解。

一、Smart Perf Host 典型场景分析模板

● 目前已知 Smart Perf Host 场景分析模版提供整机 CPU 调度分析模板以及内存调优场景分析，在 CPU 调度分析模板中，可做到自动分析 CPU 调度数据，并协助发现 CPU 调度瓶颈。

具体操作过程首先开发者可选择左侧导航栏中的“模板抓取（Record Template）”，然后连接设备，选择调度分析模板，开始抓取操作；待抓取完成后，就可以通过导航栏中的 Scheduling Analysis 自动进行数据分析和显示。调度分析模板可以按照 CPU 粒度和线程粒度进行数据分析和展示。通过 CPU 粒度分析，开发人员可用来查看即 CPU 资源在被哪些任务使用。相对应可快速分析以下场景：CPU 大中小核利用情况是否达到调优人员预期

● CPU 大中小核运行频点是否达到调优人员预期

● 谁在占用特定 CPU 的特定频点

● 大核高频的任务是否可以往中小核迁移，以降低能耗

● 功耗分析：Cpu idle 值越大，睡眠越深，功耗越低

● 各个 CPU 除了在执行任务，还在处理哪些中断

而线程粒度分析，线程总运行时长，则可以用来查看特定任务在使用哪些 CPU 资源，可快速分析如下场景：

● 占用大、中、小核和总 CPU 的 TOP 线程是否为预期线程

● 关键线程（比如 UI，RS 等）大中小核和频点的使用情况是否为预期调度策略

若测试人员关注 CPU 和线程运行细节，则可以从泳道图继续查看。其中 CPU 泳道图提供细节数据如下：当前调用 CPU 的线程和对应的进程情况

● 线程唤醒关系链

● 查看 CPU 频点供给情况

● 点选一个线程显示详情页（进程名、线程名、起始时间、时长、优先级、线程状态）

● 框选 CPU 泳道可以查看 CPU 频点和基于线程的 CPU 运行分布，即框选的这段时间内线程在每个 CPU 上的运行时长和频点使用时长

另 Hiperf 是 HarmonyOS NEXT 所提供的能力，可用来周期访问 cpu 的运行栈，导出调用栈，不受系统打点影响。目前 Smart Perf Host 支持能力如下：支持软硬件 events 抓取，如：cpu-cycles、instructions 和 page-faults 等

● 页面内抓取 hiperf 数据

● 框选后可查看调用栈

● 支持条件过滤功能

● 可查看火焰图

基于以上，我们通过一个实际案例来学习如何通过上述内容进行问题分析：

案例如下图所示：

如图我们可看到问题在于某个应用启动时间比较长，首先通过通过整机调度分析模板能够发现 tb 线程单次运行时间长达 79.31ms，且通过 CPU 泳道确认该线程运行在中核，2.0GHz，因此 CPU 资源供给没有问题；接下来我们展开应用进程泳道图，在线程泳道图中可定位出运行时间较长的阶段（但无法看到深层的函数，需使用 hiperf 进一步分析）。

我们直接通过抓取 Hiperf 做进一步分析。首先基于上面已经发现的运行时间长阶段，通过 M 键进行锁定，然后在 Hiperf 泳道图中选中对应位置，最后使用火焰图定位阻塞函数，能够发现一个 jsNapi 执行时间太长。

二、基于 Smart Perf Host 进行内存跟踪和分析

通过 Smart Perf Host 开发及测试人员可查看内存的分配和释放等情况，了解内存详细信息，并支持火焰图查看。如下图所示，在“Native Memory”中可显示内存详情，比如内存地址，内存申请和释放的时间点，内存大小和单次栈信息等。在不同特定场景中，Native Memory 可发挥追踪和分析、内存申请/释放分析、调用栈本地符号化以及支持内存抓取条件可配作用。目前 Smart Perf Host 工具代码全部开源，想要获取和部署 Smart Perf Host 工具，可参考以下路径进行编译部署。

截止到目前，Smart Perf Host 能力规划中已支持近 30 个开发能力，25 个能力正处于开发测试阶段，能力覆盖性能调优模板、工具系统能力、系统依赖以及用户体验提升。开发者还可通过代码染色系统进行代码覆盖率报告生成，执行上不但能沿用原有自测使用习惯无需更换环境，还可支持共享代码下载环境无需单独部署服务。从开发到调测工具都全面升级的 HarmonyOS NEXT 正助力 HarmonyOS 应用生态正在开启一个新的阶段，构建繁荣的应用生态，还需更多开发者的加入。

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