为什么要做性能分析
很多场景的 Java 应用中 IT 成本中 CPU 成本常常是成本的大头，如果能够有效优化 Java 应用的 CPU 占用，可以较好降低成本，提升程序响应速度。
Java 性能分析分为两部分
- 业务性能：某些的业务代码引起的性能瓶颈
- JVM 性能调优：JVM 设置存在优化
本文主要关注业务代码的热点问题。
Arthas 是什么？
Arthas 是Alibaba开源的Java诊断工具，深受开发者喜爱。
当你遇到以下类似问题而束手无策时，Arthas可以帮助你解决：
- 这个类从哪个 jar 包加载的？为什么会报各种类相关的 Exception？
- 我改的代码为什么没有执行到？难道是我没 commit？分支搞错了？
- 遇到问题无法在线上 debug，难道只能通过加日志再重新发布吗？
- 线上遇到某个用户的数据处理有问题，但线上同样无法 debug，线下无法重现！
- 是否有一个全局视角来查看系统的运行状况？
- 有什么办法可以监控到JVM的实时运行状态？
- 怎么快速定位应用的热点，生成火焰图？
本文主要介绍如何利用 profiler 命令来定位应用热点，从而优化应用的性能。
为什么选择 Arthas 来做火焰图？
Arthas 无需代理模式启动应用，通过 Attach 进程方式即可实现 Java 应用的诊断与性能分析。
详细可以参考：Arthas 原理分析
Java 火焰图在 Netflix 的加持下，逐渐成熟， async-profile 出现后进一步降低了对 Java 火焰图的分析步骤。
Arthas 在 3.1.5 版本开始支持 async-profile, 无需配置，快速实现 profile 分析。
使用 Arthas 生成火焰图
安装和启动 Arthas
全量安装arthas 是一个 jar 包，下载后直接运行即可，然后执行相应命令。
1 |
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创建火焰图
启动 arthas 后，attach 到实际的进程
1 | ➜ arthas java -jar arthas-boot.jar |
注意： 输入前面的序号 1 不是 724
使用 profiler 命令
1 | # 启动 |
本机可以通过 http://localhost:3658/arthas-output/ 直接查看结果
也可以通过 Chrome 打开 output.svg 文件
点击某个函数调用栈可以看到放大局部的调用栈，最新 3.28% 是 CPU 占比。
点击 all 返回默认的全局展示。
容器内使用
由于 k8s 的 perf_event_open 默认是未开启的状态，在容器内使用会有权限问题。
观察日志会发现：
1 | perf_event_open failed: Permission denied |
此时可以使用 itimer 事件来采样，此事件与 cpu 采样类似，但是不需要 perf_events 支持，缺点是无法统计内核的堆栈性能。通过 --event 可以指定
1 | # 使用 itimer 采样 |
其他问题可以参考：async-profiler#troubleshooting
看懂火焰图
Y 轴表示调用栈，每一层都是一个函数。调用栈越深，火焰就越高，顶部就是正在执行的函数，下方都是它的父函数。
X 轴表示抽样数，如果一个函数在x轴占据的宽度越宽，就表示它被抽到的次数多，即执行的时间长。注意，x轴不代表时间，而是所有的调用栈合并后，按字母顺序排列的。
火焰图就是看顶层的哪个函数占据的宽度最大。只要有平顶 (plateaus)，就表示该函数可能存在性能问题。
颜色没有实际意义，只是随机选取用于栈帧之间相互区分，左右顺序也没有什么含义。