CN102831046A

CN102831046A - 通讯***中一种软件性能采集的方法及装置

Info

Publication number: CN102831046A
Application number: CN2011101625707A
Authority: CN
Inventors: 薛琦
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2012-12-19

Abstract

本发明公开了通讯***中一种软件性能采集的方法及装置，方法包括：事件处理时间统计模块通过统计事件处理时间，获取事件的一个函数或多个函数的执行统计时间数据；数据上报及通讯模块将所述执行时间数据封装成数据包，并发送至后台，以便对软件性能进行分析。本发明通过提供统一的统计方法，对事件处理时间、内存使用率、CPU占用率进行统计，并在统计完成后，收集统计数据，用于后期对软件性能的分析优化。

Description

通讯***中一种软件性能采集的方法及装置

技术领域

本发明涉及通讯***中一种软件性能采集的方法及其相应的装置。

背景技术

通讯***都是实时***，对软件处理性能要求很高，需要通过不断优化提高软件性能。软件性能主要关注以下几个方面：

1)代码执行效率；

2)实时的内存使用率；

3)实时的CPU占用率分析；

以上几个方面是相互关联的，代码执行效率低单板的CPU占用率必然升高。内存使用浪费，对内存的需求就大，会影响***的容量。因此，要提高软件处理性能，首先要采集当前的软件性能数据。

针对以上几个方面，目前常用的软件性能数据的采集测试方法有：

1)通过增加时间戳对函数执行时间进行统计。

这一方法能找出运行时间较长的函数，但需要在每个函数中增加用于获取时间戳的桩函数，运行结束时间减去运行开始时间即函数运行时间。这种统计方法对个别函数还可以做到，但是如果要对***中所有函数进行统计，工作量非常大，一般情况下也不会采用。

2)编写调试函数统计实时内存使用率情况和CPU占用率情况，需要人工输入调试函数进行统计。

这种统计方法在实验室环境下还可以使用，但在最真实的现场环境中，调试函数是不允许使用的。

3)一般统计结果都是直接打印出来，或者放在内存中，待运行完毕后连续打印。统计结果不方便获取，并且无法做到分类统计输出，使后期分析工作量增加。

通过以上分析可以看出，现有技术能部分解决软件性能数据收集问题，但使用上非常复杂，无法到运营商的现场环境中使用。

发明内容

本发明的目的在于提供通讯***中一种软件性能收集方法及装置，能更好地解决软件性能数据采集的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供的通讯***中一种软件性能收集方法，包括：

A)事件处理时间统计模块通过统计事件处理时间，获取事件的一个函数或多个函数的执行统计时间数据；

B)数据上报及通讯模块将所述执行统计时间数据封装成数据包，并发送至后台。

进一步地，所述步骤A)具体为：

事件处理时间统计模块通过在调度函数前后设置的时间戳，记录进程运行开始时间和进程运行结束时间；

事件处理时间统计模块使用所述进程运行结束时间减去所述进程运行开始时间，获取所述执行统计时间数据。

进一步地，所述方法还包括统计内存使用率的步骤C)，具体为：

内存及CPU占用率统计模块通过统计内存使用情况，每隔预定时长获取内存使用率数据；

数据上报及通讯模块将所述内存使用率数据封装成数据包，并发送至后台。

进一步地，所述方法还包括统计CPU占用率的步骤D)，具体为：

内存及CPU占用率统计模块通过统计CPU占用情况，每隔预定时长获取任务或进程的CPU占用率数据；

数据上报及通讯模块将所述CPU占用率数据封装成数据包，并发送至后台。

进一步地，所述方法还包括统计输出步骤，具体为：

配置及统计输出模块将接收的数据包解封装后，通过图形化方式显示所述执行统计时间数据或所述内存使用率数据或所述CPU占用率数据，并输出所述数据。

根据本发明的另一方面，提供了通讯***中一种软件性能收集装置，包括：

事件处理时间统计模块，用于通过统计事件处理时间，获取事件的一个函数或多个函数的执行统计时间数据；

数据上报及通讯模块，用于将所述执行统计时间数据封装成数据包，并发送至后台。

进一步地，所述装置还包括：

内存及CPU占用率统计模块，用于通过统计内存或CPU使用情况，每隔预定时长获取内存使用率数据或CPU占用率数据。

进一步地，所述数据上报及通讯模块还用于将所述内存使用率数据或CPU占用率数据封装成数据包，并发送至后台。

进一步地，所述装置还包括：

配置及统计输出模块，用于将接收的数据包解封装后，通过图形化方式显示所述执行统计时间数据或所述内存使用率数据或所述CPU占用率数据，并输出所述数据。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

1、本发明通过提供统一的统计方法，对事件处理时间进行统计，避免了对每个函数进行统计，并降低了统计工作量；

2、本发明通过提供统一的统计方法，对内存使用情况或CPU占用情况进行统计，不仅适用于实验室环境，也适用于真实的现场环境；

3、本发明可以对单板进行分类统计，并在统计完成后，收集并输出分类统计的数据，用于后期对软件性能的分析优化。

附图说明

图1是本发明提供的通讯***中一种软件性能收集方法流程图；

图2是本发明提供的任务内进程调度流程图；

图3是本发明提供的一次进程调度时获取事件的执行事件数据的流程图；

图4是本发明第一实施例提供的统计事件处理时间的流程图；

图5是本发明提供的获取内存使用率或CPU占用率的流程图；

图6是本发明第二实施例提供的统计内存使用率或CPU占用率的流程图；

图7是本发明提供的前台与后台之间通讯的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1显示了本发明提供的通讯***中一种软件性能收集方法流程图，如图1所示，步骤包括：

步骤101：事件处理时间统计模块通过统计事件处理时间，获取事件的一个函数或多个函数的执行统计时间数据；

步骤102：数据上报及通讯模块将所述执行统计时间数据封装成数据包，并发送至后台。

所述步骤102具体为：

所述方法还包括统计内存使用率的步骤103，具体为：

所述方法还包括统计CPU占用率的步骤104，具体为：

所述方法还包括统计输出步骤105，具体为：

上述配置及统计输出模块在后台上实现配置功能，能够启动或者关闭统计。对事件处理时间的统计，可以设置为按照单板、任务或者进程统计，指定事件号统计。对内存使用率和CPU占用率，可以设置时间间隔(预定时长)和统计内容，所述统计内容包括指定或全部DSP内存使用情况、HOST CPU占用率、HOST内存使用情况。

上述配置及统计输出模块的统计输出方式包括以下几种：

1、对事件的执行统计时间数据，以实时更新的统计结果显示输出，包括平均处理时间最长的10个事件以及这些事件的最长处理时间等信息；

2、对内存使用率数据，以实时更新的数据输出显示；

3、对CPU占用率数据，以图形化方式输出；

4、所述执行统计时间数据、所述内存使用率数据、所述CPU占用率数据能够以excel格式导出。

图2显示了本发明提供的任务内进程调度流程图，如图2所示，步骤包括：

步骤201：单板上电运行后，首先获取任务号信息；

步骤202：完成相关变量的初始化；

步骤203：当某一调度任务得到调度时，查看就绪进程队列(Ready队列)是否有进程等待调度，如果有，则执行步骤205，否则执行步骤204；

步骤204：将任务邮箱中的事件派发到进程的事件队列中，一直循环运行；

步骤205：从就绪进程队列头取出进程；

步骤206：运行进程，对当前事件进行处理，处理后释放当前事件；

步骤207：当前事件处理完毕后，判断当前进程的事件队列中是否还有事件，如果有，则执行步骤208，否则执行步骤209；

步骤208：将当前进程放到就绪进程队列尾，等待下一次调度；

步骤209：将当前进程放到阻塞进程队列(Block队列)中，继续从就绪进程队列中取进程继续运行。

上述步骤204中，若当前调度任务的就绪进程队列没有进程等待调度，即就绪进程数为零，则从任务的事件队列中读取任务间事件，并将所述任务间事件所对应的事件链表的所有事件派发到进程的事件队列中，并在任务的事件队列为空时阻塞任务。

本发明使用vxworks操作***，所述操作***是一种基于任务优先级调度的实时操作***，共有256种任务优先级。高优先级的任务会抢占低优先级任务对CPU的使用权，当相对较高优先级的任务执行完毕后，较低优先级的任务才可以得到调度执行。在同一任务内，提供基于时间片轮转的进程调度模型。进程调度通过事件驱动。当进程收到事件后，进入就绪进程队列(Ready队列)中，当进程得到调度后，即对该事件进行处理，对事件的处理需要运行一系列的函数。

图3显示了本发明提供的一次进程调度时获取事件的执行事件数据的流程图，如图3所示，步骤包括：

步骤301：单板上电后，任务被调度；

步骤302：在就绪进程队列中取出事件

步骤303：记录进程处理所述事件的开始时间；

步骤304：调度函数RunProcess对所述事件进行调度处理；

步骤305：根据统计类型和统计参数记录进程运行结束时间，并获取事件的一个函数或多个函数的执行统计时间数据；

步骤306：调度处理结束。

上述步骤304中，调度函数RunProcess前后分别添加时间戳，以记录进程处理事件的进程运行开始时间和进程运行结束时间。使用所述进程运行结束时间减去进程运行开始时间，获取进程处理事件的执行统计时间数据，即获取事件的一个函数或多个函数的执行统计时间数据，供后续降低CPU占用率优化使用。

根据图2所述任务内进程调度过程可知，进程对事件进行处理的点是唯一的，因此，可以在这里对事件处理时间进行统计，事件处理包括执行一个或多个函数。通过对事件处理时间的统计，获得事件的一个或多个函数的执行时间，从而使用所述执行时间判断优化效果，避免了直接对每个函数进行统计。

在对事件处理时间进行统计时，统计对象可以指定为所有任务下、指定任务下、还是指定进程下的事件，前台统计事件处理时间的操作需要通过后台开启，后台的网管通过向前台发送开始/结束的统计命令后，才能获得前台统计的执行统计时间数据，所述统计数据为用户触发后获取。

图4显示了本发明第一实施例提供的统计事件处理时间的流程图，如图4所示，本发明提出软件性能采集装置，对事件处理时间做统计，具体包括以下步骤：

步骤401：单板上电，正常运行；

步骤402：后台打开事件处理时间的统计功能，设置需要统计的事件号或者范围；

步骤403：前台的单板收到来自后台的统计开始请求后，按照设置的事件号或者范围统计事件处理时间；

步骤404：统计一段时间，前台接收来自后台的统计结束请求；

步骤405：前台将统计的事件的执行统计时间数据封装成数据包，并通过用户数据包协议(User Datagram Protocol，UDP)发送到后台；

步骤406：后台收到数据包后做解封装处理，得到执行统计时间数据。

后台得到所述执行统计时间数据后，对所述统计数据进行初步分析，并按照平均处理时间最长的十个事件显示出来，并将所述统计数据生成报表文件。

图5显示了本发明提供的获取内存使用率或CPU占用率的流程图，如图5所示，步骤包括：

步骤501：前台收到后台发送的统计内存使用情况或CPU占用情况的请求EV_MON_SAMPLE_GETINFO_REQ；

步骤502：前台重新启动软件看门狗，以供定时触发，收集瞬时的统计数据；

步骤503：前台判断接收请求中的wTypeBit的值，当值为0时执行步骤504，当值为1时执行步骤506，当值为2时执行步骤508，当值为3时执行步骤510，当值为4时执行步骤512；

步骤504：统计主机(HOST)***的内存(UB)使用情况；

步骤505：通过接口函数从s_atPoolGroupCtl中获取HOST***内存使用率数据；

步骤506：统计数字信号处理(DSP)***的内存使用情况；

步骤507：从用户面接口函数中获取DSP***的内存使用率数据；

步骤508：统计HOST***的CPU占用情况；

步骤509：通过接口函数从s_tTaskMpu中获取CPU占用率数据；

步骤510：统计DSP级CPU占用情况；

步骤511：从用户面接口函数中获取DSP级CPU占用率数据；

步骤512：统计HOST进程级CPU占用情况；

步骤513：通过接口函数从M_atPCB中获取HOST进程级CPU占用率数据；

步骤514：通过UDP套接口向后台发送包含内存使用率数据或CPU占用率数据的确认信息EV_MON_SAMPLE_GETINFO_ACK。

内存使用情况和CPU占用情况随着时间变化而变化，需要设置预定时长进行统计。后台可以配置所述预定时长，后台启动该统计功能后，通过看门狗定时器触发，收集瞬时的统计数据，并将数据存储到全局数组中；当后台关闭该统计功能后，前台将采集的统计数据统一发送到后台网管上，完成数据收集。

图6显示了本发明第二实施例提供的统计内存使用率或CPU占用率的流程图，如图6所示，本发明提出软件性能采集装置，对CPU占用率、或者内存使用率做统计，具体包括以下步骤：

步骤601：单板上电，正常运行；

步骤602：后台启动内存使用率数据或者CPU占用率收集的统计功能，设置需要统计的内存块大小或者任务、进程，并设置上报时间间隔(预定时长)；

步骤603：前台的单板收到统计开始请求后按照后台设置的统计项进行统计；

步骤604：前台按照预定时长进行统计，并在收到来自后台的关闭所述统计功能的请求后将统计的内存使用率数据或CPU占用率数据封装成数据包，并通过UDP套接口发送到后台；

步骤605：后台收到数据包后进行解封装处理，并实时显示解封装后得到的所述内存使用率数据或所述CPU占用率数据；

步骤606：后台将所述内存使用率数据或所述CPU占用率数据生成统计文件，以便进行软件性能分析。

本发明适用于各类存在后台网管的通讯***。

图7显示了本发明提供的前台与后台之间通讯的示意图，如图7所示。

前台与后台之间的通讯包括控制消息交互和统计数据上报。

所述控制消息包括握手信息及配置信息，设置统计的内容，开启或关闭统计功能。

由于统计的数据量较大，内容较多，统计数据上报需要前台做组包，后台收到后，进行解封装，然后以图形化方式呈现，并可以把原始数据导出保存，供后续分析使用。

为了能够在前台单板进行主备倒换时获取备用单板的性能统计信息，因此设计前台和后台之间采用UDP进行通信。前台的每个单板在5050端口进行任务监听，前后台之间通过UDP套接口接收或发送数据。后台在5051端口监听接收前台的数据；调用的接口函数将其获取的统计数据添加到UDP套接口中，再发送至缓存，然后向后台发送统计数据。

本发明还提供了通讯***中一种软件性能采集的装置，包括事件处理时间统计模块、内存及CPU占用率统计模块、数据上报及通讯模块、配置及统计输出模块。

所述事件处理时间统计模块，用于通过统计事件处理时间，获取事件的一个函数或多个函数的执行统计时间数据。也就是说，由于对事件进行处理的点是唯一的，并且事件处理包括一个或多个函数，因此，对通过使用调度函数对事件处理时间进行统计，能够得到事件的一个或多个函数的执行时间，避免了直接对每个函数进行统计。

所述内存及CPU占用率统计模块，用于通过统计内存或CPU使用情况，每隔预定时长获取内存使用率数据或CPU占用率数据。换句话说，内存使用情况及CPU占用率随着时间变化而变化，需要设置一定时长进行统计。该时长由后台配置，后台启动统计功能后，前台通过看门狗定时器触发收集瞬时的统计数据，并将数据存储到全局数组中，并在关闭统计功能后，将统计数据统一发送到后台网管上，完成数据收集。

所述数据上报及通讯模块，用于将所述执行统计时间数据或所述内存使用率数据或所述CPU占用率数据封装成数据包，并发送至后台，以便对软件性能进行分析。进一步地，前后台通讯还包括控制消息的交互，所述控制消息包括握手信息及配置信息。由于统计数据量较大，内容较多，数据上报时需要前台将数据封装成数据包。

所述配置及统计输出模块，用于将接收的数据包解封装后，通过图形化方式显示所述执行统计时间数据或所述内存使用率数据或所述CPU占用率数据，并输出所述数据。也就是说，后台网管上实现了配置功能，能够启动或者关闭统计功能。对事件处理时间进行统计，可以设置按照单板、任务或者进程统计，指定事件号统计。对内存及CPU占用率，可以设置时间间隔和统计内容，包括指定或全部DSP内存使用率，HOST CPU占用率，HOST内存占用率。统计输出的方式包括：对CPU占用率数据以图形化方式输出；对内存使用率数据以实时更新的数据输出显示；对事件的执行统计时间数据以实时更新的统计结果显示输出平均处理时间最长的十个事件以及这些事件的最长处理时间等信息；能够以excel格式导出所有收集的数据。

综上所述，本发明通过提供统一的统计方法，对事件处理时间、内存使用率、CPU占用率进行统计，并在统计完成后，收集统计数据，用于后期对软件性能的分析优化。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims

1.通讯***中一种软件性能采集的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A)具体为：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括统计内存使用率的步骤C)，具体为：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括统计CPU占用率的步骤D)，具体为：

5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括统计输出步骤，具体为：

6.通讯***中一种软件性能采集的装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述数据上报及通讯模块还用于将所述内存使用率数据或CPU占用率数据封装成数据包，并发送至后台。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：