tcmalloc交叉编译安装和使用实例

林炭

已于 2022-09-30 11:07:37 修改

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文章标签： ubuntu linux 运维

于 2022-09-27 09:49:19 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_42285160/article/details/126977381

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环境：

在window上的wsl2中使用64位的ubuntu20.04（VMware虚拟机中的ubuntu同样适用），使用的交叉编译工具为：arm-fsl-linux-gnueabi，32位文件系统。

一、gperftools交叉编译安装

首先到github上下载gperftools安装包，网址：gperftools-master.zip

打开ubuntu终端，开始操作：

建议进入超级用户模式，在ubuntu终端输入：su

然后输入密码，回车即可。

不然很多操作没有权限，要一直在命令行前面加上：sudo

前置工作：使能交叉编译环境，我的是source一下交叉编译工具链：

source /opt/fsl-framebuffer/2.4.4/environment-setup-cortexa9hf-neon-fsl-linux-gnueabi

把刚下载完之的压缩包，拷贝进你的ubuntu软件安装的目录中，根据个人目录拷贝即可。（例如：本人目录 /home/john/download/）

step0 进入拷贝压缩包的目录：

cd /home/john/download

step1 解压文件：

unzip gperftools-master.zip

step2 进入文件目录：

cd gperftools-master

step3 执行autogen脚本：

./autogen.sh

step4 配置configure文件：（这一步非常重要，指定交叉编译工具和文件安装路径）
我的配置选项：

./configure --prefix=/home/john/download/gperftools-master/build --host=arm-fsl-linux-gnueabi

可以根据自己的需求去选择配置选项,如果只需要tcmalloc最小系统，可参考如下配置选项：

./configure \
--disable-cpu-profiler --disable-heap-profiler \
--disable-heap-checker \
--disable-debugalloc --disable-libtool-lock \
--disable-deprecated-pprof \
--enable-minimal \ -- 最小系统安装（完整的tcmalloc内存池功能，没有调试功能）
--prefix=/home/john/download/gperftools-master/build \ -- 指定安装路径
--host=arm-fsl-linux-gnueabi -- 指定交叉编译工具链前缀

step5 编译：

make

step6 安装：

make install

安装完成，进入安装目录查看：cd build

库文件、头文件已经成功在安装路径生成，以下就是加入到工程中编译使用即可。

二、检测tcmalloc是否交叉编译安装成功、实例验证

写一个最简单的程序测试一下：

#include <stdio.h>
#include <gperftools/tcmalloc.h>
 
int main()
{
    char *ptr = (char *)tc_malloc(sizeof(char));
	tc_free(ptr);

    printf("tcmalloc works fine\n");

    return 0;
}

方法一：创建一个工程，把动态库和头文件添加到工程中（工程结构如下图所示）

创建一个根目录test（Linux称目录，windows称文件夹）

根目录下创建一个lib目录用来存放动态库libtcmalloc.so（在安装路径下的lib文件夹中拷贝过来）

根目录下创建一个include目录用来存放gperftools头文件（在安装路径下的include文件夹中拷贝过来）

根目录下创建一个test.c源文件，把上面的代码拷贝进去(包含头文件 <gperftools/tcmalloc.h>)

根目录下创建一个Makefile文件，手动指定动态库路径和头文件路径，-ltcmalloc链接，内容如下：

注意：编译之前记得使能交叉编译环境，因为Makefile中使用 $(CC) 是当前环境变量中的编译器

All:test

CFLAGS = -I./include -L./lib -ltcmalloc

test:test.c
	$(CC) -o test test.c $(CFLAGS)

.PHONY:clean
clean:
	rm test

进入工程目录：cd test

编译程序：make

拷贝到开发板上：

执行程序：./test

执行成功，证明交叉编译tcmalloc成功了！

方法二：把动态库和头文件添加到交叉编译工具链中（找到自己的交叉编译工具链的库和头文件存放路径，分别拷贝进去）

把tcmalloc动态库添加到交叉编译工具的库文件路径：

cp /home/john/download/gperftools/build/lib/libtcmalloc.so /opt/fsl-framebuffer/2.4.4/sysroots/cortexa9hf-neon-fsl-linux-gnueabi/usr/lib

把tcmalloc头文件添加到交叉编译工具的头文件路径

cp -rf /home/john/download/gperftools/build/include/*/opt/fsl-framebuffer/2.4.4/sysroots/cortexa9hf-neon-fsl-linux-gnueabi/usr/include

创建一个根目录test（Linux称目录，windows称文件夹）

根目录下创建一个test.c源文件，把上面的代码拷贝进去(包含头文件 <gperftools/tcmalloc.h>)

根目录下创建一个Makefile文件，编译时只要加上 -ltcmalloc 即可，内容如下：

注意：编译之前记得使能交叉编译环境，因为Makefile中使用 $(CC) 是当前环境变量中的编译器

All:test

CFLAGS = -ltcmalloc

test:test.c
	$(CC) -o test test.c $(CFLAGS)

.PHONY:clean
clean:
	rm test

进入工程目录：cd test

编译程序：make

拷贝到开发板上：

执行程序：./test

执行成功，证明交叉编译tcmalloc成功了！

三、tcmalloc性能简单测试

感受下使用内存池tcmalloc和不使用内存池tcmalloc编译代码运行的区别:

tcmalloc内存池的使用，不需要改动应用层任何代码，只需要包含头文件和链接动态库，底层就会自动hook住malloc,free等内存操作的函数了。使用tcmalloc和不使用tcmalloc分别去编译以下代码，执行看一下结果的差异就能看出来了。

测试代码引用另一位博主的

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>
#include <pthread.h>
#include <gperftools/tcmalloc.h>

#define LOOP_NUM (1024 * 1024)
#define THREAD_NUM 20

static void *fun_thread(void *arg)
{
    struct timeval start,end;
    gettimeofday(&start,NULL);


    for (uint32_t i=0;i<LOOP_NUM;i++)
    {
        uint8_t *data = (uint8_t *)malloc(i);
        free(data);
    }

    gettimeofday(&end,NULL);
    printf("time use:%ld usec \n",(end.tv_sec-start.tv_sec)*1000000+end.tv_usec-start.tv_usec);

    return NULL;
}

int main(void)
{
    pthread_t th[THREAD_NUM];
    uint8_t i;
    for (i=0;i<THREAD_NUM;i++)
    {
        pthread_create(&th[i],NULL,fun_thread,NULL);
    }

    for (i=0;i<THREAD_NUM;i++)
    {
        pthread_join(th[i],NULL);
    }

    return 0;
}

不使用tcmalloc的执行结果：（不使用的时候把包含头文件<gperftools/tcmalloc.h>这行注释了）

使用tcmalloc的执行结果：

从两个程序运行结果可以明显看出：不使用内存池tcmalloc功能的程序，分配和释放同样多的内存空间，需要的时间更长，而且长很多。据个人对内存的理解，是由于前期分配大量的小块空间，导致内存空间中有很多内存碎片（内存不连续，空间比较分散），后期分配大块的空间时，没有足够连续的空间可以分配，所以要等待系统回收之后再分配。而内存池对内存空间有着自己一套分配和回收的方案，比裸用malloc和free高效很多。