使用Flamegraph分析.NET启动时间

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.NET运行时在启动过程中在哪里花费时间？

代码样例

在本练习中，我们仅关注程序启动期间的.NET运行时，我们确保正在运行最少数量的用户代码，因此使用以下 “Hello World"：

using System;
namespace HelloWorld
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Hello World!");
            Console.WriteLine("Press <ENTER> to exit");
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

之所以添加 Console.ReadLine() 调用是因为我想确保在 PerfView 仍在收集数据的同时该过程不会退出。

数据采集

PerfView是一个非常强大的程序，但不是最用户友好的工具，因此我整理了逐步指南：

• 下载并运行最新版本的 PerfView.exe
• 单击 Run a command 或 Alt-R，然后单击 collect data while the command is running
• 确保输入以下值：
  • Command
  • Current Dir
• 如果尚未选中，勾选 Cpu Samples
• 将 Max Collect Sec 设置为15秒（因为我们的 HelloWorld 应用程序永远不会退出，因此我们需要确保PerfView在某个时刻停止收集数据）
• 确保已选择 .NET Symbol Collection
• 点击 Run Command

如果随后查看该日志，则可以看到该日志正在收集数据，获取符号并最终将所有内容写到.zip文件中。完成该过程后，您应该在主UI的左侧窗格中看到新创建的文件，在这种情况下，该文件称为PerfViewData.etl.zip

数据处理

拥有 .etl.zip 文件后，双击该文件，您将看到带有所有可用数据的树状视图。现在，选择 CPU Stacks ，将显示如下视图：

注意列表中有很多“？”的字符，这意味着PerfView无法解决方法名称，因为它尚未解析运行时dll的必要符号。让我们修复：

• 打开 CPU Stacks
• 在列表中，选择 HelloWorld 进程（PerfView在整个计算机范围内收集数据）
• 在 GroupPats 下拉列表中，选择 [no grouping]
• 可选，将 Symbol Path 从默认值更改为其他值
• 在 By name 标签中，按 Ctrl + A 以选择所有行
• 右键单击并选择 Lookup Symbols（或仅单击“ Alt + S”）

现在，CPU Stacks 视图应如下所示：

最后，我们可以获得所需的数据：

• 选择 Flame Graph 标签
• 将 GroupPats 更改为以下值之一以获得更好的火焰图：
• 将 Fold%更改为更高的数字，可能是3％，以消除一些悠长的线条（更高的条形，但将丢失一些细节信息）

现在，在这一点上，我建议用PerfView数据导出为可装入一个格式 https://speedscope.app 这个网站上可以生成更直观的火焰图。为此，单击 File->Save View As，然后在 Save as type 框中选择 Speed Scope Format 。之后即可上传到 speedscope.app 进行分析。

.NET运行时启动的分析

最后，我们可以回答我们原来的问题：

.NET运行时在启动过程中在哪里花费时间？

这是来自 Flamegraph 的数据，摘要为文本，并链接了.NET Core Runtime 源代码中的相应功能：

• 整个应用-100％ -233.28ms
• 一切，除了 helloworld!wmain – 21％
• helloworld!wmain – 79％ – 184.57ms
  • hostpolicy!create_hostpolicy_context -30% -70.92ms >
  • hostpolicy!create_coreclr-22% -50.51ms >
    • coreclr!CorHost2::Start-9% -20.98ms >
    • coreclr!CorHost2::CreateAppDomain-10% -23.52ms >
  • hostpolicy!runapp -20% -46.20ms >
    • 最终调用到 Assembly::ExecuteMainMethod >
      • coreclr!RunMain-9.9% -23.12ms >
      • coreclr!RunStartupHooks-8.1% -19.00ms >
  • hostfxr!resolve_frameworks_for_app-3.4% -7.89ms >

因此，运行时花费时间的主要位置是：

• 花了总时间的30%来启动运行时，这是通过 host policy 控制的，这主要发生在 hostpolicy!create_hostpolicy_context 总时间的30％中
• 22%的时间花费在运行时本身及其创建的初始（唯一）AppDomain的初始化上，这可以在 CorHost2::Start(native) 和 CorHost2::CreateAppDomain(managed) 中看到。
• 从上面开始，在我们的 Hello World 代码示例中使用了20％的 JITting 并执行了该 Main 方法 Assembly::ExecuteMainMethod

为了确认最后一点，我们可以返回PerfView并查看它产生的“ JIT统计摘要”。从主菜单的 Advanced Group -> JIT Stats 下，我们看到 JITing 花费了23.1 ms 9.1％的CPU总时间：

翻译自 https://mattwarren.org/2020/03/03/Analysing-.NET-Runtime-Startup-with-Flamegraphs/