在 Windows 应用开发中，出现 CPU 占用高、内存泄漏等的问题，该如何分析？

在 Windows 应用开发中，遇到 CPU 占用高、内存泄漏，需要对应用程序进行调优、性能分析等，以下介绍两种性能分析工具，开发者可以根据业务场景选择。

VS 性能分析工具

Visual Studio 自带性能分析工具，可以直接对在 VS 中执行的项目进行分析，也可以追踪生成的可执行文件（例如 pdb 文件），两者的操作在执行分析时有一定的区别，其余都相同。

不同版本的 VS 可能有所差别，但操作步骤大致相同，下文以 Visual Studio 2015 为例。

1. 执行性能分析，并生成分析报告。在菜单栏，选择 “调试 > 性能探查器”，或使用快捷键 Alt + F2，如下图所示：

   

   弹出如下对话框：

   

2. 选择分析现有项目、其它项目、或其它可执行文件。以 ZegoLiveRoomTopics 示例专题 Demo 为例，选择现有项目，点击 “开始” 启动。

   

CPU 性能分析

1. 在如下对话框中，选择 “CPU 采样(建议)”，点击 “完成”。

   

   会自动弹出示例 Demo，如图：

   

2. 以推流功能为例，进行分析。

   1. 点击左侧的 “推流”。

   2. 再点击 “初始化 SDK”，输入房间 roomID，登录房间。

   3. 输入流 streamID，开始推流。

      

3. 此时，关闭程序，等待生成分析报告。最终报告如下：

   

4. 点击中间的 “热路径”，按照函数名筛选。

   

5. 点击 “调用关系树”，可查看整个流程。

   • 独占样本数：指该函数中不包含子函数的执行时间。

   • 非独占样本数：指包含子函数执行时间的总执行时间。

     下图为从初始化开始到推流、主要占用 CPU 的函数。其中，AVE 为 ZegoLiveRoom.dll 的内部方法，需要导入符号文件。

     

     从上图可以看出，此次推流过程中的 CPU 消耗，除主线程外，还有 SDK 的编解线程和其他线程。

内存分析

1. 选择 “调试 > 窗口 > 显示诊断工具”，勾选 内存使用率，即可看到内存运行状态。

   以推流功能为例。在初始化前，先第一次截取快照 1；推流成功后，截取快照 2。

   

   可以看出，推流成功后，内存增加超过了 20 MB。

2. 点击快照 2 的红色箭头，可以查看详细的内存增长对比。

   

   可以看到，主要的内存增长是在 unsigned char[] 和 void 对象上。由此可以推测，主要是音视频数据模块的申请造成的内存增长。

3. 右上角，切换 视图模式 为 “堆栈视图”，可以查看内存增长的具体触发信息。

   

   可以看出，主要是 “外部帧” 引起的内存增长。

4. 点击 “外部帧”，展开详细信息。

   

   可以看到，内存增长主要来自 ZegoLiveRoom.dll，与上文分析的 CPU 增长原因一致。

使用 Process Explorer 分析 CPU 占用率

Process Explorer 是一款由微软提供的免费工具，可以很方便地查看某个进程下各个线程的 CPU 占用率，进行性能分析。

1. 打开 Process Explorer，查看各个进程的资源情况。

   
   

   可以看到，zegoLiveRoomWrapper.exe 的 CPU 占用率是 3.52%。

2. 在该进程上右键，选择 “Properties...”，再点击切换到 “Threads” 页签，查看具体的线程占用信息。

   

   可以看到，TID 为 27092 的线程占用 CPU 最高。

3. 选择该线程，点击右下角的 “Stack“，可以查看该线程此时的运行堆栈。

   

   可以看到，此时主要是外部采集线程在运行推屏幕数据。

使用 UMDH 定位内存泄漏

UMDH (User-Mode Dump Heap，用户模式转储堆) 是一款轻量级的内存泄漏分析工具，用于监视 Windows 程序的内存使用情况。

UMDH 是 Debugging Tools for Windows 里面的一个工具，主要通过分析比较进程的 Heap Stacktrace 信息来发现内存泄露。

1. 安装 Debugging Tools for Windows。

2. 设置环境变量。

   打开 “控制面板 > 高级系统设置 > 环境变量”，将 Debugging Tools for Windows 的安装路径（例如：“C:\Program Files (x86)\Windows Kits\10\Debuggers\x64”）添加到系统的 PATH 环境变量中。

3. 设置 _NT_SYMBOL_PATH 系统符号路径。

   set _NT_SYMBOL_PATH=c:\mysymbols;srv*c:\mycache*https://msdl.microsoft.com/download/symbols

4. 在 Windows 上启动需要监控的应用程序。

5. 生成堆快照。

   1. 打开终端，执行命令 umdh -p:PID -f:filename1.txt。

      • PID 是您的应用程序的进程 ID。
      • filename1.txt 是您保存堆快照后的文件名。

   2. 程序运行一段时间后，再次生成一个堆快照，执行命令 umdh -p:PID -f:filename2.txt。

6. 比较两次堆快照。

   执行 umdh -d filename1.txt filename2.txt > diff.txt，UMDH 会自动比较两个快照，并将结果输出在 “diff.txt” 文件中。

7. 打开 diff.txt 文件，可以看到内存增长最大的堆栈信息、以及对应泄漏的调用函数。

如果发现内存泄漏与 ZegoExpressEngine SDK 相关，可以保存好 diff.txt 文件，联系 ZEGO 技术支持进一步分析。

更多 UMDH 使用说明，请参考 UMDH 介绍、使用 UMDH 查找用户模式内存泄漏。