Analyse der Performance durch CPU-Profiling im Performance Profiler (C#, Visual Basic, C++, F#)

Ein guter Ausgangspunkt für die Untersuchung von Leistungsproblemen in Ihrer App ist die CPU-Auslastung mit einem CPU-Profiler. Das Leistungstool zur CPU-Auslastung von Visual Studio zeigt die aktive CPU-Berechnungszeit und den prozentualen Anteil an, der für die Ausführung von Code in C++ und C#/Visual Basic verwendet wird.

Das CPU-Auslastungstool kann Ihnen bei Folgendem helfen:

• Diagnostizieren einer Verlangsamung oder eines Hängenbleibens eines Prozesses in der Codebasis Ihres Teams. Das Tool kann Ihnen helfen, ein Problem mit dem Produktionscode Ihres Teams zu diagnostizieren. Es bietet automatische Einblicke und verschiedene Ansichten Ihrer Daten, sodass Sie Leistungsprobleme analysieren und diagnostizieren können.

• Identifizieren von Leistungsproblemen in DevOps-Szenarien Beispielsweise kann das Tool helfen, wenn ein Kunde meldet, dass einige Anforderungen oder Bestellungen während der Spitzenzeiten nicht bei der Einzelhandelswebsite ankommen. Die Probleme liegen häufig bei der Produktion, und es ist schwierig, zu diesem Zeitpunkt einen Debugprozess durchzuführen. Dieses Tool kann Ihnen aber dabei helfen, genügend Informationen und Beweise zu diesem Problem zu erfassen. Nach dem Erfassen einer Ablaufverfolgungsdatei kann die Analyse Ihnen schnell helfen, potenzielle Ursachen zu verstehen und Vorschläge im Kontext Ihres Codes zu geben, damit Sie die nächsten Schritte ausführen können, um das Problem zu beheben.

• Überprüfen auf hohe CPU-Auslastung: Wenn Ihr Latenzproblem nicht an einer API-Anforderung liegt, können Sie mit dem CPU-Auslastungstool nach einer hohen CPU-Auslastung und anderen verwandten Problemen suchen. Das CPU-Auslastungstool kann Ihnen helfen, Engpässe zu identifizieren, um Optimierungsmöglichkeiten einzugrenzen.

Das CPU-Nutzungstool ist sowohl für lokale Ablaufverfolgungssitzungen als auch für die Produktion hilfreich. Sie können das CPU-Nutzungstool mithilfe der Tastenkombination Alt+F2ausführen und dann CPU-Auslastungauswählen oder ein bereits gesammeltes Protokoll mithilfe eines Tools wie dotnet-trace oder dotnet-monitoröffnen. (Für .NET-Produktionscode würden Sie so am wahrscheinlichsten Ablaufverfolgungen erfassen.)

Sie können das CPU-Verwendungstool auf einem geöffneten Visual Studio-Projekt, auf einer installierten Microsoft Store-App oder auf eine ausgeführte App oder einen laufenden Prozess ausführen. Sie können das CPU-Auslastungstool auf Release- oder Debugbuilds ausführen. Weitere Informationen finden Sie unter Ausführen von Profilerstellungstools für Release- oder Debugbuilds.

Die folgenden Anweisungen zeigen, wie Sie das Tool für die CPU-Auslastung ohne den Debugger mit dem Visual Studio-Leistungs-Profiler verwenden. In den Beispielen wird ein Releasebuild verwendet, der auf einem lokalen Computer erstellt wurde. Releasebuilds bieten die beste Ansicht der tatsächlichen App-Leistung. Im Lernprogramm Fallstudie: Leitfaden für Anfänger zur Optimierung von Codewird gezeigt, wie Sie die Leistung mithilfe des CPU-Auslastungstools verbessern können.

In der Regel repliziert der lokale Computer die Ausführung der installierten App am besten. Führen Sie die App direkt auf dem Gerät und nicht über eine Remotedesktopverbindung aus, um Daten von einem Remotegerät zu sammeln.

Sammeln von CPU-Auslastungsdaten

1. Legen Sie im Visual Studio-Projekt die Konfiguration der Projektmappe auf Release fest, und wählen Sie als Bereitstellungsziel Lokaler Windows-Debugger (oder Lokaler Computer) aus.

   

   

2. Wählen Sie Debuggen>Leistungsprofiler aus.

3. Wählen Sie unter Verfügbare ToolsCPU-Auslastungaus, und wählen Sie dann Startaus.

   

   

   Wenn Sie die Option Mit angehaltener Sammlung starten vor dem Starten des Profilers aktivieren, werden die Daten erst erfasst, wenn Sie in der Diagnosesitzungsansicht die Schaltfläche Aufzeichnen auswählen.

   Hinweis

   Weitere Informationen zur Optimierung des Tools finden Sie unter Optimieren der Profiler-Einstellungen.

4. Nach dem Starten der App beginnt die Diagnosesitzung und zeigt CPU-Auslastungsdaten an. Wenn Sie mit dem Sammeln von Daten fertig sind, wählen Sie Datenerfassung stoppenaus.

   

   

   Das CPU-Auslastungstool analysiert die Daten und zeigt den Bericht an. Wenn Sie Probleme beim Sammeln oder Anzeigen von Daten haben, lesen Sie Behandeln von Profilerstellungsfehlern und Beheben von Problemen.

   

   

   Verwenden Sie das Filter Dropdown-Menü, um Threads auszuwählen oder abzuwählen, und verwenden Sie das Feld Suchen, um nach einem bestimmten Thread oder Knoten zu suchen.

CPU-Auslastungsdatenspalten

Name	Beschreibung
CPU gesamt [Einheit, %]	Die Millisekunden der CPU-Berechnungszeit und der CPU-Prozentsatz, der durch Aufrufe der Funktion sowie durch die von der Funktion aufgerufenen Funktionen im ausgewählten Zeitraum genutzt werden. Dies unterscheidet sich vom Zeitachsendiagramm CPU-Auslastung, das die gesamte CPU-Aktivität in einem Zeitbereich mit der insgesamt verfügbaren CPU vergleicht.
Eigen-CPU [Einheit, %]	Die Millisekunden der CPU-Rechenzeit und der CPU-Prozentsatz, der durch Aufrufe der Funktion im ausgewählten Zeitraum genutzt wird, ohne die Funktionen, die von der Funktion aufgerufen werden.
Modul	In einigen Ansichten wird die Spalte „Modul“ angezeigt, die den Namen des Moduls mit der Funktion enthält.

Analysieren der CPU-Auslastung

In allen Ansichten (mit Ausnahme von Aufrufer/Angerufener) wird der Diagnosebericht nach Gesamt CPU sortiert, vom höchsten zum niedrigsten Wert. Ändern Sie die Sortierreihenfolge oder sortieren Sie eine Spalte, indem Sie auf die Spaltenüberschrift klicken. Sie können auf eine Funktion doppelklicken, an der Sie interessiert sind, und Sie sehen die Quelle für die Funktion sowie Hervorhebungen, die zeigen, wo in dieser Funktion die meiste Zeit verbracht wird. Die Tabelle enthält Spalten mit Daten wie z. B. die in der Funktion verbrachte Zeit einschließlich der aufgerufenen Funktionen (CPU gesamt), und eine zweite Spalte, die die in einer Funktion verbrachte Zeit ohne die aufgerufenen Funktionen angibt (Eigen-CPU).

Diese Daten können bei der Bewertung helfen, ob die Funktion selbst einen Leistungsengpass darstellt. Ermitteln Sie, wie viele Daten die Methode darstellt, um festzustellen, ob Code oder Laufzeitbibliotheken von Drittanbietern der Grund dafür sind, dass Ihre Endpunkte langsam oder ressourcenintensiv sind.

CPU-Auslastungsaufrufstruktur

Wählen Sie zum Anzeigen der Aufrufstruktur im Bericht den übergeordneten Knoten aus. Daraufhin wird standardmäßig die Seite CPU-Auslastung in der Ansicht Aufrufer/Aufgerufener geöffnet. Wählen Sie in der Dropdownliste Aktuelle Ansicht die Option Aufrufstruktur aus.

Sie können auf die Schaltflächen "Hot Path erweitern" und "Hot Path anzeigen" klicken, um die Funktionsaufrufe anzuzeigen, die den höchsten Prozentsatz der CPU in der Aufrufstrukturansicht verwenden.

Struktur der Aufrufstruktur

Bild	Beschreibung
	Der Knoten der obersten Ebene in der CPU-Auslastungsaufrufstruktur, die die Anwendung darstellt.
	In den meisten Apps ist bei deaktivierter Option Externen Code anzeigen der Knoten der zweiten Ebene ein [Externer Code]-Knoten. Der Knoten enthält den System- und Frameworkcode, der die App startet und beendet, die Benutzeroberfläche zeichnet, die Threadplanung steuert und der App weitere Dienste auf unterer Ebene bereitstellt.
	Die untergeordneten Elemente des Knotens der zweiten Ebene sind die Benutzercodemethoden und asynchronen Routinen, die vom System- und Frameworkcode der zweiten Ebene aufgerufen oder erstellt werden.
	Untergeordnete Knoten einer Methode enthalten nur Daten für die Aufrufe der übergeordneten Methode. Wenn Externen Code anzeigen deaktiviert ist, können App-Methoden auch den Knoten [Externer Code] enthalten.

Externer Code

Verwenden Sie das Suchfeld, um einen Funktionsnamen zu finden. Zeigen Sie auf die ausgewählte Zeile, oder verwenden Sie die horizontale Scrollleiste, um die Daten anzuzeigen.

Asynchrone Funktionen in der Aufrufstruktur der CPU-Auslastung

Wenn der Compiler auf eine asynchrone Methode trifft, erstellt er eine versteckte Klasse zum Steuern der Ausführung der Methode. Vom Konzept her ist die Klasse ein Zustandsautomat. Die Klasse verfügt über vom Compiler generierte Funktionen, die die ursprünglichen Methoden sowie die Rückrufe, Planer und Iteratoren, die für deren Ausführung erforderlich sind, asynchron aufrufen. Wenn eine übergeordnete Methode die ursprüngliche Methode aufruft, entfernt der Compiler die Methode aus dem Ausführungskontext der übergeordneten Methode und führt die Methoden der ausgeblendeten Klasse im Kontext des System- und Frameworkcodes durch, der die Ausführung der App steuert. Die asynchronen Methoden werden oft, jedoch nicht immer, in einem oder mehreren verschiedenen Threads ausgeführt. Dieser Code wird in der Aufrufstruktur CPU-Auslastung als untergeordnete Elemente des Knotens [Externer Code] direkt unter dem obersten Knoten der Struktur angezeigt.

Erweitern Sie die generierten Methoden, um zu zeigen, was passiert.

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