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アプリケーションのギアを上げよう ― Visual Studio 2010でアプリケーションのパフォーマンス・チューニング ― 第1回　OS機能によるアプリのパフォーマンス測定 亀川 和史 2011/04/08
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●スタック情報を有効にしてETWを実行する方法

　スタック情報を有効にしてETWを実行するには、コマンド・プロンプトから以下の画面のように（「xperf -on Latency -stackwalk profile」コマンドを）実行する。注意点として、64bit OSではレジストリを修正する必要がある（Xperfコマンド実行時に警告が出る）ので注意してほしい（詳しくは、次の画面の説明欄を参照してほしい）。ただし、レジストリを修正して、起動しなくなった場合、最悪、OSから再インストールしなければならない可能性がある。

スタック情報を有効にしたETWの実行

スタック情報を含めたETWイベント・トレース・データの採取を開始しているところ。

スタック情報を含めたETWイベント・トレース情報の記録を開始する。   64bitシステムでは完全なスタック追跡情報が取得できないという警告。それでも取得する場合、以下のレジストリを修正する必要がある。 「HKEY_LOCAL_MACHINE\CurrentControlSet\Control\Session Manager\Memory Management」キーの中に、REG_DOWRD型の「DisablePagingExecutive」という値を作り、「1」を設定し、最後にOSの再起動を行う。 ただし、トレース自身は開始しているので、これは単なる警告である。 このレジストリ設定の効果の説明は、「KB184419：NT Executive ページングからディスクを停止する方法」として解説されている。

　先ほどと同様に性能測定したいプログラムを実行し、「-d」オプションを付けてETLファイルに保存し（コマンド例：「xperf -d stackwalk.etl」）、XperfコマンドでETLファイルを指定して読み込ませると（コマンド例：「xperf stackwalk.etl」）、今度はPerformance Analyzerの一番上に［CPU Sampling By CPU］ビューが追加される。その中からプログラムが実行していた対象範囲を選択する。次の画面はその例だ。

スタック情報を有効にしたETW実行結果のPerformance Analyzerによる表示

Performance Analyzerの［CPU Sampling By CPU］ビューを表示しているところ。

これをクリックすると［Frame List］というチェックボックスの一覧が表示されるので、表示したいトレース情報のビューのみにチェックを入れる。例えば［CPU Sampling By CPU］チェックボックスのみにチェックを入れれば、ほかのビューは非表示になる。

　「選択すべき時間範囲」と「プロセスの起動から終了までの時間範囲」の関連付けが分かりづらいという場合は、同じ右クリック・メニューの中にある［Overlay Graph］から［Process Lifetimes］−［All］を実行して、両者のレイヤを重ね合わせれば、2つの表示が重なって見づらくなるものの、選択すべき時間範囲は分かりやすくなる。あるいはから表示される［Frame List］一覧から［Process Lifetime］と［CPU Sampling By CPU］のみをチェックすれば、2つのビューだけが上下に並ぶので比較しやすくなる。

●シンボルの読み込み

　スタック情報を含めた詳細な解析を行う前に、シンボルの読み込みに関する設定を行う必要がある。（メニューバーの）［Trace］メニューの中にある［Configure Symbol Paths］をクリックすると表示される［Configure Symbol Paths］ダイアログで、その設定を行える。なお、すでに環境変数「_NT_SYMBOL_PATH」にシンボル・パスを設定している場合は、あらためて設定を行う必要はない。

［Configure Symbol Paths］をクリック

シンボルの読み込みに関する設定

スタック情報を含めた詳細な解析を行う前に、シンボルの読み込みに関する設定を行う必要がある。

クリックして左にチェック・マークが付くと、シンボルの読み込みが行われるようになる。実際にチェック・マークを付ける前に、シンボル・パスをのダイアログか、環境変数「_NT_SYMBOL_PATH」に設定しておく必要がある。   ［Configure Symbol Paths］（シンボル・パス設定）ダイアログ。［_NT_SYMBOL_PATH］欄に、下記のように設定すればよい。 ・ 「srv*」の直後に、ローカルHDDの十分な空き容量があるフォルダを指定する ・ その次の「*」以降に、Microsoftのシンボル・サーバ「http://msdl.microsoft.com/download/symbols/」を指定する 　例：「srv*F:\SymCache*http://msdl.microsoft.com/download/symbols/」 また、自作プログラムのシンボルを読み込みたい場合には、.exe／.dllファイルと同じフォルダに.pdbファイルが配置されていれば、自動的に探される。同じフォルダに配置すると製品リリースや管理上の問題があるような場合には、別のフォルダに.pdfファイルを配置し、そのフォルダへのパス（例：「C:\MyApplicationsSymbols」）を、例えば下記のような指定で「_NT_SYMBOL_PATH」欄に指定することもできる。 　例：「srv*F:\SymCache*http://msdl.microsoft.com/download/symbols/;C:\MyApplicationsSymbols」 このように指定すれば、「キャッシュ」「マイクロソフトが公開しているシンボル・サーバ」「ローカルで作った.pdbファイル」を別々に管理することができる。

　以上の設定を行ったうえで、同じ［Trace］メニューの中にある［Load Symbols］をクリックする。これにより、［Load Symbols］メニューの左にチェックが入った状態になり、マイクロソフトのシンボル・サーバおよび、ローカルのキャッシュからシンボルが読み込まれるようになる。

●スタック情報を有効にしたETWイベント・トレース・データ採取結果の確認

　それでは、スタック情報を有効にしたETWイベント・トレース・データ採取結果の詳細を確認してみよう。

　先ほど選択した範囲の右クリック・メニューから［Summary Table］を選択する。［CPU Sampling Summary Table］ウィンドウが表示されるので、次の画面のように（メニューバーから）［Columns］メニューの［Stack］を選択すると、一覧表に［Stack］列が表示される。

一覧表に［Stack］列を表示する手順

スタック情報を調べるには、［Summary Table］ウィンドウ内の一覧表で［Stack］列を表示する。

［Stack］をクリックすると、［Stack］列が表示される。

　この状態から、［Summary Table］ウィンドウ内の一覧表でプロセスの右にある［＋］をクリックすると、［Stack］列に「[Root]」が表示される（次の画面を参照）。さらにその右側の［＋］をクリックしていくと、（マイクロソフトのシンボル・サーバなどで）公開されているシンボルの範囲で、処理の階層構造を追跡できる。これで右側に表示されている［Weight］列／［% Weight］列および［Count］列で各行を比較すれば、実際のDLLのどの関数の呼び出しで時間がかかっているか、ある程度めぼしを付けることが可能だ。

範囲選択された時間帯で動作していた各プロセスのCPU使用率（スタック情報込みの情報）の表示

［Stack］列にスタック情報が表示されるので、より詳細に各処理でのCPU使用率を分析できる。

［Process］列：対象プロセス名。   ［Stack］列：スタック。プログラムの呼び出し階層。（マイクロソフトのシンボル・サーバなどで）シンボルが公開されているものであれば、WindowsのAPIも確認できる。   ［Module］列：.exe／.dllファイルに含まれるモジュール名。   ［Function］列：.exe／.dllファイル内のモジュールに含まれる関数名。シンボルとして公開されていない場合は「Unknown」で表示される。   ［% Weight］列：処理全体での重み（100％中で何％を占める）。   ［Count］列：関数の呼び出し回数。

　こうやって性能問題の原因個所に当たりを付けていけば、少なくとも最も呼び出し回数が多い処理は分かるだろう。

■

　本稿で示したOS機能を活用したパフォーマンス測定は、Visual Studioのインストールができない環境で役に立つ。そのためにもリリースしたモジュールのシンボル・ファイル（＝.pdbファイル）は大切に保持しておく必要がある（※自作プログラムの性能解析や障害解析をする場合、.pdbファイルと（アンマネージドの場合）.mapファイルは必須である。詳しくは、「Tech Fielders：Visual Studio を利用したアンマネージ DLL 開発のイ・ロ・ハ」を参照してほしい）。

　本稿ではVisual Studioを使わない方法を説明したが、Visual Studioで開発している場合（Visual Studio Premium以上のエディションであれば）、ソース・コードから、より詳細な性能測定／分析を行える。次回はその方法を紹介する。

INDEX
	アプリケーションのギアを上げよう ― Visual Studio 2010でアプリケーションのパフォーマンス・チューニング
	第1回　OS機能によるアプリのパフォーマンス測定
	1．パフォーマンス・モニタとWindows Performance Toolkitによる性能問題の分析
	2．Event Tracing for Windows（ETW）によるイベント・トレース・データの採取／分析
	3．スタック情報による詳細なイベント・トレース・データの採取／分析

「アプリケーションのギアを上げよう」

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