这些天自己试着对项目作一些压力测试和性能优化，也对用过的测试工具作一些总结，并把相关的资料作一个汇总，以便以后信手拈来！
1简介
改进应用程序的性能是一项非常耗时耗力的工作，但是究竟程序中是哪些函数消耗掉了大部分执行时间，这通常都不是非常明显的。GNU编译器工具包所提供了一种剖析工具GNUprofiler（gprof）。gprof可以为Linux平台上的程序精确分析性能瓶颈。gprof精确地给出函数被调用的时间和次数，给出函数调用关系。
gprof用户手册网站http://sourceware.org/binutils/docs-2.17/gprof/index.html
2功能
Gprof是GNUgnubinutils工具之一，默认情况下linux系统当中都带有这个工具。
1.可以显示“flatprofile”，包括每个函数的调用次数，每个函数消耗的处理器时间，
2.可以显示“Callgraph”，包括函数的调用关系，每个函数调用花费了多少时间。
3.可以显示“注释的源代码”－－是程序源代码的一个复本，标记有程序中每行代码的执行次数。
3原理
通过在编译和链接程序的时候（使用-pg编译和链接选项），gcc在你应用程序的每个函数中都加入了一个名为mcount(or“_mcount”,or“__mcount”,依赖于编译器或操作系统)的函数，也就是说你的应用程序里的每一个函数都会调用mcount,而mcount会在内存中保存一张函数调用图，并通过函数调用堆栈的形式查找子函数和父函数的地址。这张调用图也保存了所有与函数相关的调用时间，调用次数等等的所有信息。
4使用流程
1. 在编译和链接时加上-pg选项。一般我们可以加在makefile中。
2. 执行编译的二进制程序。执行参数和方式同以前。
3. 在程序运行目录下生成gmon.out文件。如果原来有gmon.out文件，将会被重写。
4. 结束进程。这时gmon.out会再次被刷新。
5. 用gprof工具分析gmon.out文件。
5参数说明
l-b不再输出统计图表中每个字段的详细描述。
l-p只输出函数的调用图（Callgraph的那部分信息）。
l-q只输出函数的时间消耗列表。
l-eName不再输出函数Name及其子函数的调用图（除非它们有未被限制的其它父函数）。可以给定多个-e标志。一个-e标志只能指定一个函数。
l-EName不再输出函数Name及其子函数的调用图，此标志类似于-e标志，但它在总时间和百分比时间的计算中排除了由函数Name及其子函数所用的时间。
l-fName输出函数Name及其子函数的调用图。可以指定多个-f标志。一个-f标志只能指定一个函数。
l-FName输出函数Name及其子函数的调用图，它类似于-f标志，但它在总时间和百分比时间计算中仅使用所打印的例程的时间。可以指定多个-F标志。一个-F标志只能指定一个函数。-F标志覆盖-E标志。
l-z显示使用次数为零的例程（按照调用计数和累积时间计算）。
一般用法：gprof–b二进制程序gmon.out>report.txt
6报告说明
Gprof产生的信息解释：
%time
Cumulative
seconds
Self
Seconds
Calls
Self
TS/call
Total
TS/call
name
该函数消耗时间占程序所有时间百分比
程序的累积执行时间
（只是包括gprof能够监控到的函数）
该函数本身执行时间
（所有被调用次数的合共时间）
函数被调用次数
函数平均执行时间
（不包括被调用时间）
（函数的单次执行时间）
函数平均执行时间
（包括被调用时间）
（函数的单次执行时间）
函数名
CallGraph的字段含义：
Index
%time
Self
Children
Called
Name
索引值
函数消耗时间占所有时间百分比
函数本身执行时间
执行子函数所用时间
被调用次数
函数名
注意：
程序的累积执行时间只是包括gprof能够监控到的函数。工作在内核态的函数和没有加-pg编译的第三方库函数是无法被gprof能够监控到的，（如sleep（）等）
Gprof的具体参数可以通过mangprof查询。
7共享库的支持
对于代码剖析的支持是由编译器增加的，因此如果希望从共享库中获得剖析信息，就需要使用-pg来编译这些库。提供已经启用代码剖析支持而编译的C库版本（libc_p.a）。
如果需要分析系统函数（如libc库），可以用–lc_p替换-lc。这样程序会链接libc_p.so或libc_p.a。这非常重要，因为只有这样才能监控到底层的c库函数的执行时间，（例如memcpy()，memset()，sprintf()等）。
gccexample1.c–pg-lc_p-oexample1
注意要用ldd./example|greplibc来查看程序链接的是libc.so还是libc_p.so
8用户时间与内核时间
gprof的最大缺陷：它只能分析应用程序在运行过程中所消耗掉的用户时间，无法得到程序内核空间的运行时间。通常来说，应用程序在运行时既要花费一些时间来运行用户代码，也要花费一些时间来运行“系统代码”，例如内核系统调用sleep()。
有一个方法可以查看应用程序的运行时间组成，在time命令下面执行程序。这个命令会显示一个应用程序的实际运行时间、用户空间运行时间、内核空间运行时间。
如time./program
输出：
real2m30.295s
user0m0.000s
sys0m0.004s
9注意事项
1.g++在编译和链接两个过程，都要使用-pg选项。
2.只能使用静态连接libc库，否则在初始化*.so之前就调用profile代码会引起“segmentationfault”，解决办法是编译时加上-static-libgcc或-static。
3.如果不用g++而使用ld直接链接程序，要加上链接文件/lib/gcrt0.o，如ld-omyprog/lib/gcrt0.omyprog.outils.o-lc_p。也可能是gcrt1.o
4.要监控到第三方库函数的执行时间，第三方库也必须是添加–pg选项编译的。
5.gprof只能分析应用程序所消耗掉的用户时间.
6.程序不能以demon方式运行。否则采集不到时间。（可采集到调用次数）
7.首先使用time来运行程序从而判断gprof是否能产生有用信息是个好方法。
8.如果gprof不适合您的剖析需要，那么还有其他一些工具可以克服gprof部分缺陷，包括OProfile和Sysprof。
9.gprof对于代码大部分是用户空间的CPU密集型的程序用处明显。对于大部分时间运行在内核空间或者由于外部因素（例如操作系统的I/O子系统过载）而运行得非常慢的程序难以进行优化。
10.gprof不支持多线程应用，多线程下只能采集主线程性能数据。原因是gprof采用ITIMER_PROF信号，在多线程内只有主线程才能响应该信号。但是有一个简单的方法可以解决这一问题：http://sam.zoy.org/writings/programming/gprof.html
11.gprof只能在程序正常结束退出之后才能生成报告（gmon.out）。
a)原因：gprof通过在atexit()里注册了一个函数来产生结果信息，任何非正常退出都不会执行atexit()的动作，所以不会产生gmon.out文件。
b)程序可从main函数中正常退出，或者通过系统调用exit()函数退出。
10多线程应用
gprof不支持多线程应用，多线程下只能采集主线程性能数据。原因是gprof采用ITIMER_PROF信号，在多线程内只有主线程才能响应该信号。
采用什么方法才能够分析所有线程呢？关键是能够让各个线程都响应ITIMER_PROF信号。可以通过桩子函数来实现，重写pthread_create函数。
//////////////////// gprof-helper.c////////////////////////////#define _GNU_SOURCE#include <sys/time.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <dlfcn.h>#include <pthread.h>static void * wrapper_routine(void *);/* Original pthread function */static int (*pthread_create_orig)(pthread_t *__restrict, __const pthread_attr_t *__restrict, void *(*)(void *), void *__restrict) = NULL;/* Library initialization function */void wooinit(void) __attribute__((constructor));void wooinit(void){ pthread_create_orig = dlsym(RTLD_NEXT, "pthread_create"); fprintf(stderr, "pthreads: using profiling hooks for gprof/n"); if(pthread_create_orig == NULL) { char *error = dlerror(); if(error == NULL) { error = "pthread_create is NULL"; } fprintf(stderr, "%s/n", error); exit(EXIT_FAILURE); }}/* Our data structure passed to the wrapper */typedef struct wrapper_s{ void * (*start_routine)(void *); void * arg; pthread_mutex_t lock; pthread_cond_t wait; struct itimerval itimer;} wrapper_t;/* The wrapper function in charge for setting the itimer value */static void * wrapper_routine(void * data){ /* Put user data in thread-local variables */ void * (*start_routine)(void *) = ((wrapper_t*)data)->;start_routine; void * arg = ((wrapper_t*)data)->;arg; /* Set the profile timer value */ setitimer(ITIMER_PROF, &((wrapper_t*)data)->;itimer, NULL); /* Tell the calling thread that we don't need its data anymore */ pthread_mutex_lock(&((wrapper_t*)data)->;lock); pthread_cond_signal(&((wrapper_t*)data)->;wait); pthread_mutex_unlock(&((wrapper_t*)data)->;lock); /* Call the real function */ return start_routine(arg);}/* Our wrapper function for the real pthread_create() */int pthread_create(pthread_t *__restrict thread, __const pthread_attr_t *__restrict attr, void * (*start_routine)(void *), void *__restrict arg){ wrapper_t wrapper_data; int i_return; /* Initialize the wrapper structure */ wrapper_data.start_routine = start_routine; wrapper_data.arg = arg; getitimer(ITIMER_PROF, &wrapper_data.itimer); pthread_cond_init(&wrapper_data.wait, NULL); pthread_mutex_init(&wrapper_data.lock, NULL); pthread_mutex_lock(&wrapper_data.lock); /* The real pthread_create call */ i_return = pthread_create_orig(thread, attr, &wrapper_routine, &wrapper_data); /* If the thread was successfully spawned, wait for the data * to be released */ if(i_return == 0) { pthread_cond_wait(&wrapper_data.wait, &wrapper_data.lock); } pthread_mutex_unlock(&wrapper_data.lock); pthread_mutex_destroy(&wrapper_data.lock); pthread_cond_destroy(&wrapper_data.wait); return i_return;}
///////////////////然后编译成动态库 gcc -shared -fPIC gprof-helper.c -o gprof-helper.so -lpthread -ldl 使用例子：/////////////////////a.c/////////////////////////////#include <stdio.h>;#include <stdlib.h>;#include <unistd.h>;#include <pthread.h>;#include <string.h>;void fun1();void fun2();void* fun(void * argv);int main(){ int i =0; int id; pthread_t thread[100]; for(i =0 ;i< 100; i++) { id = pthread_create(&thread[i], NULL, fun, NULL); printf("thread =%d/n",i); } printf("dsfsd/n"); return 0;}void* fun(void * argv){ fun1(); fun2(); return NULL;}void fun1(){ int i = 0; while(i<100) { i++; printf("fun1/n"); } }void fun2(){ int i = 0; int b; while(i<50) { i++; printf("fun2/n"); //b+=i; } }///////////////
gcc -pg a.c gprof-helper.so
运行程序:
./a.out
分析gmon.out:
gprof -b a.out gmon.out
切忌贪婪，恨不得一次玩遍所有传说中的好景点，
