解释gprof分析输出

Question

我正在练习算法和数据结构。因此，我一直在分析我的程序。下面是来自gprof的一个示例输出：

Each sample counts as 0.01 seconds.
  %   cumulative   self              self     total           
 time   seconds   seconds    calls  ns/call  ns/call  name    
 29.76      2.58     2.58                             _IO_vfscanf_internal
 14.30      3.82     1.24                             ____strtof_l_internal
 11.71      4.84     1.02                             memcpy
  7.84      5.52     0.68  8400000    80.95    80.95  insertorupdate
  5.94      6.03     0.52                             _int_malloc
  5.77      6.53     0.50                             round_and_return
  3.81      6.86     0.33                             _IO_sputbackc
  3.23      7.14     0.28                             strlen
  2.88      7.39     0.25                             __strcmp_ia32
  2.13      7.58     0.19                             __isoc99_scanf
  2.13      7.76     0.19                             fgets
  2.02      7.94     0.18                             _IO_getline_info
  1.27      8.05     0.11                             __mpn_lshift
  1.21      8.15     0.11                             __memchr_sse2_bsf
  0.87      8.23     0.08                             malloc
  ... rest ...

但我发现很难理解这意味着什么。例如，我的程序在标准函数上花费了很多时间，我想它应该是好的，对吗？因为，如果我的一个函数大部分时间都在消耗，那就意味着我做错了什么。但正如我所说，我不确定我是否正确地解释了这一点，因此，任何阅读这篇文章的建议或建议都是值得欢迎的。

Answer 1

不是好的也不是坏的。

假设我告诉你，我花了45分钟从A点到B点，速度快吗？很慢吗？这是不是意味着我花了太多时间？还是不想？在我说A点是什么，B点是什么，以及我对速度的期望是什么之前，你什么都不能说。

分析器的结果相似。他们不会告诉你某些事情是绝对坏的，或者如果你的代码是完美的，从性能上讲。他们只是给你看原始的结果，让你解释和研究它们。

您可能有一个有效的情况，您的方法之一将花费大量的时间做某事，因为它需要花费大量的时间，因为它有很多工作要做。或者，这是一个迹象，表明您必须优化代码的这一部分，因为您期望这个方法至少比实际速度快一千倍。

分析通过给你一些提示来帮助你。以这种方式，SQL分析器可能很容易理解：

• 如果您看到在加载网页时，web应用程序使用完全相同的参数发送完全相同的查询10次，那么代码中可能有错误，因为您应该只执行一次查询。
• 如果您看到加载网页时，一个简单的查询需要1.2秒，而您期望它花费几毫秒，那么就有一个好的迹象表明您或您的同事忘记了表上的索引或对查询做了错误。

同样，代码分析器：

• 显示同一方法一次又一次地被调用:有时，这就是您想要的。有时，它可能表示一个bug。
• 显示一种方法花费的时间。取决于情况，要么是预期的，要么是bug。

这意味着分析器的目的不是告诉您的代码是好的还是坏的- -这就是-的需求和验收测试，而是当您未能满足与性能相关的非功能需求时的瓶颈。

Answer 2

在这种情况下，它要告诉您的是(正如目前正在编写的)您的程序正在花费大部分时间进行I/O操作。最前面的两个函数似乎都与从文件中读取数据有关。

memcpy是第三高的，几乎消耗了12%的时间，这部分(或者至少可能)有点令人不安。这也可能是读取输入的一部分(或多或少是不可避免的)，但是如果您直接使用它，您可能想看看您使用它的位置和数量，看看是否可以更多地将数据放在同一个位置，并且(例如)重新排列指向它的指针，而不是移动数据块(但请记住，即使这样做也只会提高12%以下的速度)。

就数据结构和算法而言，这告诉您它们(显然)足够快，对整个运行时贡献很少。主要查看的地方是I/O，从事物的外观来看，大部分时间都用于调用fscanf (或其表亲之一)进行浮点转换。如果您关注的是总体速度(而不仅仅是您编写的算法)，那么一个明显的可能性就是考虑以二进制格式存储数据，以避免从字符串转换为二进制数据。

Answer 3

如果您正在使用算法并试图显示大O行为，最好计算基本操作，如比较或内存分配。

您在gprof输出中看到的是，程序将大部分时间用于阅读输入。这只是开放的CPU时间。它不计算I/O时间，即使你还在等待它。( I/O也是CPU时间，只是使用不同的CPU。)如果它也计算I/O时间，您将在代码中看到更大的部分。

gprof估计每个例程保存程序计数器的时间。它还计算每个例程从另一个例程调用的次数。从这个意义上说，它试图找出每个例程要花多少时间，或者花多少时间，或者花多少时间。它的计算方法充满了问题，正如最初的作者们自由承认的那样，它基本上保持了30年之久。这是值得尊敬的，但它不会告诉你多少，你可以依赖。