M1/M2 芯片玩 Zig,性能分析如履薄冰?这几把“瑞士军刀”请收好!
嘿,兄弟,如果你正揣着一台崭新的 Apple Silicon Mac,满怀激情地写着 Zig 代码,那么恭喜你,你选择了一条风景独特却又充满挑战的“朝圣”之路。
在这条路上,你很快会发现一个残酷的现实:当你想搞清楚你的代码为什么慢、瓶颈在哪里时,你会发现自己仿佛置身于一片广袤的性能分析荒漠。那些在 Linux 大神们手中出神入化的神器——perf
、valgrind
、tracy
(完全体)——到了 macOS 这片新大陆,要么水土不服,要么干脆罢工。
perf
?人家是 Linux 内核的亲儿子,跟你 aarch64 上的 macOS 不熟。valgrind
?对不起,arm64 的 macOS 它也玩不转。tracy
?虽然能用,但最关键的调用栈采样功能却被阉割了,像个被拔了牙的老虎。
是不是感觉手里的 M2 Pro 瞬间就不香了?别急着从入门到放弃,这片荒漠里,还是有几片顽强的“绿洲”的。今天,我就给你介绍这几位能在苹果芯上助你一臂之力的“侠客”。
快枪手:Samply
当你需要快速给你的程序“把个脉”,看看它大概在忙些什么时,Samply 就是那位二话不说、拔枪就射的牛仔。
它是一个采样分析器,默认每毫秒(1000Hz)对你程序的堆栈进行一次快照,不管你的 CPU 是在摸鱼还是在忙活,它都记录在案。最赞的是,它背后依赖的是苹果自家的 Mach 接口,并且用上了 Firefox Profiler 作为 UI,界面功能丰富,火焰图、调用树、源码查看一应俱全。
怎么请这位枪手出山?
用 Homebrew 就一行命令:
brew install samply
怎么用?
直接让它启动你的程序:
samply record <你的程序>
或者附加到已经运行的进程上(需要一些额外设置):
samply record -p <进程ID>
一句话总结: 日常性能问题的首选侦察兵,快速、直观、好上手。
“土”味大杀器:poop
你没看错,这工具就叫 poop (Performance Optimizer Observation Platform 的缩写)。别笑,这可是 Zig 语言之父 Andrew Kelley 亲自打造的神器。
这名字虽然接地气得有点过分,但它的威力绝对让你大跌眼镜。它不是简单地看时间花费,而是直接深入到硬件层面,告诉你诸如“分支预测失败了多少次”、“执行了多少条指令”这类硬核信息。当你想在两次代码修改之间进行精确的性能对比时,poop 就是你的终极裁判。
不过,这位“大杀器”有点脾气。官方版 poop
依赖 perf
,所以在 macOS 上也得歇菜。幸运的是,有社区大神基于苹果的私有框架 kperf
搞了个能在 Apple Silicon 上运行的 fork 版本。
怎么请这位“大隐于市”的高手? 你需要从一个特定的分支克隆并手动编译(具体步骤参考原文,有点折腾,但绝对值得)。
怎么用?
因为它动用了私有 API,所以需要 root 权限:
sudo poop <命令1> <命令2> ...
它会运行并对比这些命令的硬件性能计数器,告诉你哪个版本才是真正的“快”。
一句话总结: 名字虽然奇葩,但做迭代性能优化时,它是无可替代的“法官”。
美丽但“残缺”的艺术家:Tracy
Tracy 就像一位技艺高超、台风华丽的艺术家。它是一个插桩和采样分析器,UI 极其强大,支持远程分析,功能多到令人发指。
理论上,你可以用它来给一个长时间运行的程序做非常精细的性能解剖。但现实是骨感的,在 Apple Silicon 这个舞台上,这位艺术家忘了一半的舞步——它的调用栈采样功能,在这里是缺席的。
这意味着你依然可以用它强大的插桩功能(手动在代码里埋点),但无法获得那种全自动、总览全局的堆栈信息。这使得在 macOS 上的集成过程变得相当繁琐,你需要修改 build.zig
,在代码里手动添加 Tracy 的客户端库和各种宏。
一句话总结: 如果你需要精细到“像素级”的手动插桩分析,且不介意复杂的集成过程,Tracy 依然是个不错的选择。但对于大多数场景,它在 Apple Silicon 上的残缺是个硬伤。
官方“老爷车”:Apple Instruments
最后,我们得聊聊苹果官方的“亲儿子”——Instruments。
作为官方工具,它的功能之强大毋庸置疑,CPU 分析、硬件计数器、GPU 使用率、网络流量……几乎无所不能,上面提到的
samply
和 poop
能干的活,它基本上都能干,甚至干得更多。
但它的问题也很突出:慢!
一个用来分析性能的工具,自己却有性能问题,这笑话本身就够我笑一天了。它的 UI 和整个应用都给人一种沉重感,启动和导出数据都异常缓慢。用原作者的话说,一个4秒就能跑完的程序,用 Instruments 跑3次再导出个 XML,足足花了40秒!
一句话总结: 它是你的最后底牌。当其他工具都无法满足你刁钻的需求时,才需要请出这位功能强大但行动迟缓的“老法师”。
结论:荒漠求生,选对工具
好了,伙计,寻宝图已经给你了。虽然 Apple Silicon 上的 Zig 性能分析生态不如 Linux 那么繁荣,但我们绝非束手无策。
- 想快速看一眼?找 Samply。
- 想精细对比优化效果?祭出 poop。
- 想对特定代码段长期监控插桩?研究一下 Tracy。
- 实在没辙了?那就耐心点,打开 Apple Instruments 吧。
在这条探索之路上,我们都是披荆斩棘的先行者。
关注梦兽编程微信公众号,解锁更多黑科技。