1. perf（Linux内核自带）
perf是Linux内核集成的系统级性能分析工具，深度整合内核特性，能采集CPU周期、缓存命中率、分支预测失败、函数调用栈等数据，覆盖从硬件到应用层的性能瓶颈分析。其优势在于低开销、实时性，支持生产环境使用（需root权限），且输出结果可直接关联内核符号。
使用流程：安装linux-tools-common和对应内核版本的linux-tools-$(uname -r)包；通过perf record -g ./your_program记录性能数据（-g开启调用栈跟踪）；用perf report生成交互式报告，查看热点函数及调用关系。
适用场景：CPU密集型程序性能分析、系统级热点定位、缓存/分支预测优化。
2. gprof（GNU编译器工具链集成）
gprof是GCC的函数级性能分析工具，通过编译时添加-pg选项，在程序运行时插入统计代码，生成gmon.out文件记录函数调用次数、耗时等信息。其特点是简单易用，适合快速定位函数级性能瓶颈。
使用流程：编译时添加-pg（如g++ -pg -o program program.cpp）；运行程序生成gmon.out；用gprof program gmon.out > analysis.txt生成文本报告，查看函数调用图及耗时占比。
适用场景：小型C++程序函数级性能分析、快速识别耗时函数。
3. Valgrind（动态分析工具集）
Valgrind通过动态插桩技术实现内存与性能分析，核心工具包括Callgrind（函数调用跟踪）、Massif（内存使用分析）。其中Callgrind可生成调用关系图及函数耗时，Massif用于分析堆内存分配情况。其优势在于全面的错误检测（如内存泄漏、非法访问），但运行时开销较大（通常比正常运行慢2-10倍），不适合生产环境。
使用流程：安装Valgrind（sudo apt-get install valgrind）；用valgrind --tool=callgrind ./your_program记录调用数据；用KCacheGrind或QCacheGrind可视化callgrind.out.pid文件，查看调用栈及耗时。
适用场景：内存泄漏检测、内存访问错误排查、函数调用链性能分析。
4. Intel VTune Profiler（商业工具）
Intel VTune是针对Intel处理器的专业性能分析工具，支持C++、Fortran等多语言，能深入分析CPU使用率、内存访问延迟、线程同步、SIMD指令利用率等指标。其优势在于硬件级优化建议（如自动识别未使用的SIMD指令）、多维度可视化（调用图、热点图、 timeline 图），适合复杂C++项目（如游戏、高性能计算）。
使用流程：从Intel官网下载安装；通过图形界面配置分析任务（如“Hotspots”“Memory Access”）；运行程序并收集数据；查看报告中的优化建议。
适用场景：Intel平台高性能C++程序优化、多线程性能调优、内存访问瓶颈分析。
5. FlameGraph（可视化辅助工具）
FlameGraph是一套开源可视化脚本（由Brendan Gregg开发），可将perf、Valgrind等工具生成的性能数据转换为火焰图（Flame Graph）。火焰图以直观的树形结构展示调用栈及耗时占比（宽度代表时间比例），帮助开发者快速识别最耗时的代码路径。
使用流程：克隆FlameGraph仓库（git clone https://github.com/brendangregg/FlameGraph.git）；用perf收集数据（sudo perf record -g -- ./your_program）；生成火焰图（perf script | ./FlameGraph/stackcollapse-perf.pl | ./FlameGraph/flamegraph.pl > perf.svg）；用浏览器打开SVG文件查看。
适用场景：所有支持数据导出的性能分析工具（如perf、Callgrind），提升瓶颈识别效率。
6. SystemTap（动态跟踪工具）
SystemTap是一款强大的动态跟踪工具，可通过编写脚本实时监控内核与用户空间程序的执行（如函数调用、系统调用、变量值变化）。其优势在于灵活性，能深入分析复杂系统问题（如内核模块性能、用户态-内核态交互），但需要掌握脚本编写（基于C语法）。
使用流程：安装SystemTap（sudo apt-get install systemtap）；编写脚本（如监控open系统调用：probe syscall.open { printf("%s %s\n", execname(), filename) }）；用stap script.stp运行脚本，输出实时跟踪信息。
适用场景：内核级性能分析、用户态与内核态交互瓶颈、自定义事件监控。
