[發明專利]操作系統性能瓶頸的分析方法、系統、設備和存儲介質

有效

• 申請號: 202110421785.X
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN112988544B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 李壯;周洲儀;李磊霞;杜登科;劉志立;王志強;張善從
• 申請（專利權）人: 北京國科環宇科技股份有限公司
• 主分類號: G06F11/34
• 分類號: G06F11/34;G06F11/36
• 代理公司: 北京開陽星知識產權代理有限公司 11710
• 代理人: 祝樂芳

本公開涉及一種操作系統性能瓶頸的分析方法、系統、設備和存儲介質，分析方法包括：在操作系統的內核程序中添加鉤子函數；通過鉤子函數獲取內核程序的內核執行路徑；在內核執行路徑中設置第一采樣點，并獲取第一采樣點采集的內核執行路徑的指令周期數；對第一采樣點采集的內核執行路徑的指令周期數進行分析并根據分析結果確定當前內核執行路徑中存在性能瓶頸的代碼段。該分析方法，通過鉤子函數獲取內核程序的內核執行路徑，根據第一采樣點采集內核執行路徑的指令周期數確定內核執行路徑中存在性能瓶頸的代碼段，實現對操作系統性能瓶頸的精確度量，最終消除操作系統的性能瓶頸。

技術領域

本公開涉及計算機技術領域，尤其涉及一種操作系統性能瓶頸的分析方法、系統、設備和存儲介質。

背景技術

Linux操作系統作為開源的操作系統，目前發展非常迅速，已經開發出了很多不同版本，如redhat、suse、ubuntu等，并廣泛使用到政府、電商、企業等的生產服務器系統中，以及經過再開發后整合到各種計算機硬件設備中。

由于Linux操作系統內核屬于宏內核且大量用在服務器、嵌入式等領域，而現有的服務器追求的是高密度計算，系統吞吐能力以及計算的多樣性。為了使Linux操作系統具備實時特性，需要對操作系統的性能瓶頸進行精確度量，以達到對性能瓶頸進行定性和定位，最終消除性能瓶頸，做到硬實時。當前，Linux操作系統性能瓶頸度量方案主要有內核tracepoints、內核probes、Perf Event以及內核函數采樣這四種，由于這四種方案并不構成一個統一的整體，甚至有時候，這些方案在一起運行時還會相互干擾，影響最終度量結果，因此不能僅依靠使用Linux上現存的性能瓶頸度量方案來對Linux操作系統性能瓶頸進行度量，必須根據操作系統的硬實時需求，設計一種簡潔的、有針對性的Linux操作系統性能瓶頸度量方案。

發明內容

為了解決上述技術問題或者至少部分地解決上述技術問題，本公開提供了一種操作系統性能瓶頸的分析方法、系統、設備和存儲介質，實現對操作系統性能瓶頸的精確度量，最終消除操作系統的性能瓶頸。

第一方面，本公開實施例提供了一種操作系統性能瓶頸的分析方法，包括：

在所述操作系統的內核程序中添加鉤子函數；

通過所述鉤子函數獲取所述內核程序的內核執行路徑；

在所述內核執行路徑中設置第一采樣點，并獲取所述第一采樣點采集的所述內核執行路徑的指令周期數；

對所述第一采樣點采集的所述內核執行路徑的指令周期數進行分析并根據分析結果確定當前內核執行路徑中存在性能瓶頸的代碼段。

可選的，在所述內核執行路徑中設置第一采樣點，并獲取所述第一采樣點采集的所述內核執行路徑的指令周期數，包括：

在所述內核執行路徑的起點位置、終點位置和中間位置處依次設置第一采樣點；

獲取所述第一采樣點采集的所述內核執行路徑的起點位置至中間位置的指令周期數，以及中間位置至終點位置的指令周期數。

可選的，對所述第一采樣點采集的所述內核執行路徑的指令周期數進行分析并根據分析結果確定當前內核執行路徑中存在性能瓶頸的代碼段，包括：

當獲取所述內核執行路徑的起點位置至中間位置的指令周期數大于預設指令周期數，或中間位置至終點位置的指令周期數大于預設指令周期數時，根據所述內核執行路徑的起點位置至中間位置的指令周期數以及中間位置至終點位置的指令周期數確定當前內核執行路徑中存在性能瓶頸的代碼段；

或，當獲取所述內核執行路徑的起點位置至中間位置的指令周期數大于預設指令周期數，或中間位置至終點位置的指令周期數大于預設指令周期數時，在所述內核執行路徑中的起點位置至中間位置或中間位置至終點位置之間設置第二采樣點，根據所述第二采樣點采集的所述內核執行路徑的指令周期數確定內核執行路徑中存在性能瓶頸的代碼段。