Linux程序优化实践

针对监控系统--核心组件做优化时总结的，不局限于性能优化，权且做个记录吧。
1.为何要优化
欲对某个程序做优化，首先要弄清楚需要优化的原因，常见的原因包括：
功能有欠缺
性能有欠缺
存在安全隐患
维护开销大

此次优化的主要原因：
该组件做报警数据分析效率低下，不能满足大批量的报警并发情况
当前版本存有较多安全隐患

2.分析程序
  分析程序的手段很多，通常情况下可以借助工具分析程序的call graph帮助理清程序逻辑，使用profile工具找出性能瓶颈。当然，终结做法还得rtfc。
2.1 call graph
call graph以图的方式很直观地反应出函数的调用关系，帮助理清程序逻辑。
常用工具：doxygen egypt gprof等
参考：http://en.wikipedia.org/wiki/Call_graph

Egypt：
Egypt is a devilishly simple tool for creating call graphs of C programs.
http://www.gson.org/egypt/
http://www.gson.org/egypt/egypt.html
勘误：make CFLAGS=-dr 应为make CFLAGS=-dx -fdump-rtl-expand

Doxygen：
Doxygen is a tool for writing software reference documentation.
快速指南：http://www-scf.usc.edu/~peterchd/doxygen/

2.2 profile分析性能
  Profiling, a form of dynamic program analysis (as opposed to static code analysis), is the investigation of a program’s behavior using information gathered as the program executes.
http://en.wikipedia.org/wiki/Software_performance_analysis#Instrumentation
gprof：
GNU工具之一，编译时在每个函数的出入口加入profiling的代码，运行时统计程序在用户态的执行信息。
可以得到每个函数的调用次数，执行时间，调用关系等信息，适合查找用户级程序的性能瓶颈，不适合分析很多时间都在内核态执行的程序。
http://sourceware.org/binutils/docs/gprof/
使用方式：
make CFLAGS = pg LDFLAGS = pg
运行程序./program_name
分析结果：gprof program_name gmon.out
注意事项：
必须在编译和链接的时候都使用-pg选项
如果想跟踪到使用的库，连接时必须使用-lcp库
程序不能是守护进程
程序必需正常退出，返回操作系统

oprof：
使用硬件调试寄存器来统计信息，进行profiling的开销比较小，而且可以对内核进行profiling。
可以得到gprof得不到的cache的缺失率，memory的访存信息，分支预测错误率等等，但得不到函数调用次数。
http://oprofile.sourceforge.net/about/
使用：
opcontrol –reset
opcontrol –init
opcontrol –setup –separate=lib,kernel,thread –no-vmlinux
opcontrol –start-daemon
opcontrol –start
opcontrol –dump
opcontrol –stop
opreport –demangle=smart –symbols –long-filenames –merge
tgid /usr/local/wsms al/bin/al
注意事项：
待分析程序必须带有符号信息，可以用nm命令判断。
安装debuginfo包可以使oprofile获得程序的符号信息。

2.3 rtfc
工具提供一种帮助，真正找出问题的解决方案还得rtfc，rtfc是一种精神。