ELuaProfiler

☁️ Easy Lua Profile ☁️

Update

2023.04.19 优化统计性能

优化ELuaProfiler统计性能，约提高到300%

2023.02.20 PerFrame模式支持柱状图

2023.02.07 支持序列化和反序列化

UE4 Console输入: eluaprofiler start 0/1 eluaprofiler stop

elprof文件会存放在Saved/ELuaProfiler/中

后续优化: 流式保存PerFrame模式下的elprof文件

Supported Solutions

Build

UE4

1. configure Setup.bat/Setup.command

   • set src=E:\repo\ELuaProfiler\UE4\UnLua\
     set dst=E:\YourProject\Plugins\
     

2. Run Setup.bat/Setup.command
3. Build YourProject

Unity

待开发

Usage

ELuaMonitor

ELuaMonitor主要用于剖析Lua的CPU性能，以及内存频繁开辟引起GC的问题，编辑器界面如图：

MonitorMode

右上角为模式选择控件，目前支持三种模式

1. PerFrame
   • 逐帧采样，并且可以按帧数前后回溯
2. Total
   • 累计采样，统计一段时间内的开销情况，最常用。
3. Statistics
   • 统计模式，在Total的基础上将所有节点平铺开，统计单函数的开销。

MonitorController

1. Play
   • 中间的按钮为Play，点击Play后，如果LuaVM启动了，会立刻开始Profile。否则等待LuaVM启动，自动开始Profiler
   • 开始Profile后按钮变为暂停键，可以暂停和恢复Profile
2. Clear
   • 最右侧为Clear按钮，点击Clear后会立刻停止Profile，并清空当前Profile数据
3. NextFrame/PrevFrame
   • 逐帧回溯，分别为上一帧和下一帧。
4. CurFrameIdx/TotalFrame
   • 当前帧数/总帧数
   • CurFrameIdx支持手动输入
   • 当0 < CurFrameIdx < TotalFrame，会停在CurFrameIdx这一帧
   • 否则CurFrameIdx会等于TotalFrame，并跟随TotalFrame一起增长

MonitorData

1. TotalTIme(ms)
   • 函数从Call到Return总共消耗的时间，单位为毫秒
   • 该值会受Profiler本身开销影响，主要是Profiler取Time的开销（因为Profiler取Time必须是同步的，但比如自增函数的开销比取Time开销还小，势必会造成误差，可以控制ProfileDepth来消除）
2. TotalTime(%)
   • 该函数调用时间开销占父节点的百分比
   • TotalTime / Parent.TotalTime
3. SelfTime(ms)
   • 代表该函数自身的开销
   • TotalTime减去各子节点的TotalTime
4. SelfTime(%)
   • 自身开销占自身节点的比重
   • SelfTime / SelfTime
5. Average(ms)
   • 平均每次调用耗时
   • TotalTime / Calls
6. Alloc(kb)
   • 函数调用期间开辟的内存，单位为kb
7. Alloc(%)
   • 该函数开辟的内存占父节点的比重
   • Alloc / Parent.Alloc
8. GC(kb)
   • 函数调用期间释放的内存，因为Lua的GC为步进式，所以不能准确形容当前函数释放的内存。
   • 但一级节点的Alloc - GC可以作为整个Lua的内存增量，可以用来观察代码是否有明显泄露，但具体定位还应该使用ELuaMemAnalyzer。
9. GC(%)
   • 该函数调用期间发生的GC占父节点的比重
   • GC / Parent.GC
10. Calls
    • 该函数被调用次数

Max Depth

Max Depth控制Profile的最大深度，最小值为1，最大值为1000(可在代码中更改)，Max Depth可以有效消除Profiler的误差。从我的经验来说，Profiler的误差主要来源于Profiler的GetTime函数。而且GetTime必须是同步进行的，所以这部分误差会一直存在。考虑以下代码

function EmptyFunction()

end

function Counting()
    for i = 1, 1000 do
        EmptyFunction()
    end
end

当我们统计到Counting函数的时候，会统计到1000次EmptyFunction函数的开销。但由于EmptyFunction函数的开销过小，甚至比Profiler的GetTime函数的开销还小。所以Counting的统计势必存在很大的误差，这个时候我们可以将MaxDepth设定在Counting这一层，不再继续展开，不统计过细的分支(在这个例子中指EmptyFunction)，我们就能正确地观察到Counting的性能开销。

一般我们在实战中，从1开始慢慢增加Depth，直到我们停在一个合适的地方。

排序

默认按照TotalTime降序排列，点击不同的Title会根据不同的数据进行降序排列。 目前支持以下数据的降序排列：

1. TotalTime
2. SelfTime
3. Average
4. AllocSize
5. GCSize
6. Count

ELuaMemAnalyzer

Snapshot

在ELuaMemAnalyzer中点击一次采样，即可生成一个Snapshot。Snapshot中包含了当前时刻的内存情况，以_G为根节点。 同时Snapshot也支持逻辑运算，以方便剖析内存的泄露和增长。

Snapshot Logic Operation

以Snapshot为单元进行逻辑运算，目前支持&与、|或和^异或运算，这三个运算配合强制GC可以很好地查找泄露。选择了一个Snapshot后，点击需要进行的操作按钮（AND、OR、XOR），然后再点击另一个Snapshot。就会对两个Snapshot进行逻辑运算，并生成一个新的Snapshot。

1. & Operation
   • 两颗Snapshot进行与运算，得到两个时刻相同的内存部分。
2. | Operation
   • 两颗Snapshot进行或运算，得到两个时刻总的内存部分，相当于A + B
3. ^ Operation
   • 两颗Snapshot进行异或预算，得到两个时刻的内存差异部分。
4. Memory Leak
   • 在刚启动游戏时，或强制GC后，采样得到SnapshotA
   • 在游戏内进行游玩时，每隔5分钟采样，得到SnapshotB、SnapshotC、SnapshotD
   • 常驻内存 = SnapshotA & SnapshotB & SnapshotC & SnapshotD

Deviation

由于种种原因，内存统计的误差都不可避免。误差主要来自于这几方面：

1. Lua的Intern机制
   • 由于Lua对短字符串和number采用了Intern机制，所以这部分存在重复统计。
   • 后续优化考虑做一个去除。
2. 多重引用，比如A:{B: {D, E}, C: {D, F}}，这样一颗三层的树。
   • 为了保证单独查看节点B和节点C的正确性，B = D + E，C = D + F
   • 所以A = D + E + D + F，存在一定的误差。

Roadmap

1. Support slua-ue4

接入slua-ue4

2. Remote Profile

将ELuaProfiler分为Server和Client，支持真机远程Profile

3. Serialize & Deserialize

支持Profile数据的序列化和反序列化 2023.02.07实现

4. Support slua-unity

接入slua-unity，并编写Unity版本的EditorUI

5. Support unlua-unity

接入unlua-unity

6. Support xlua-unity

接入xulua-unity