Java APM如何Profiling：使用火焰图多维度分析应用性能瓶颈

一、概述

近几年都在做Java可观测的Agent模块，最近刚给公司可观测产品整合了Profiling模块，实现了实时分析应用的cpu，内存，请求耗时，锁 四种资源，可通过火焰图形式多维度的分析应用的性能瓶颈。本篇文档主要是描述公司可观测产品的Profiling功能，也算是给公司产品做一次宣传。

二、核心技术特点

ASGCT技术：

• 高精度采样：ASGCT技术能够在不影响应用程序正常运行的前提下，高效地采集调用上下文信息，确保数据的准确性和完整性。
• 低开销：通过对采样频率和数据量的智能控制，最大限度减少对系统资源的占用，保证应用性能不受影响。经过测试每种事件的采集性能损耗不超过1%，多种事件同时采集性能损耗不超过5%，采样命中率超过95%(即存在该采样而未采样情况)。

多维度事件采集：

• CPU使用情况：实时监控CPU的使用情况，帮助识别CPU密集型操作。
• 内存使用情况：跟踪内存分配和释放，定位内存泄漏和大对象创建等问题。
• 耗时分析：记录函数调用的耗时，找出执行时间过长的代码段。
• 锁争用分析：检测线程间的锁争用，优化并发性能。

精准关联：

• TraceID 和 SpanID：每个样本都与唯一的traceid和spanid相关联，确保在分布式环境中也能精确追踪每一个请求的完整调用链路。
• 宿主机IP：记录样本采集时的宿主机IP地址，便于跨主机、跨集群的性能分析。
• 业务入口：每个样本都能关联业务入口，指明当前请求属于与那个http，rpc，mq等请求。
• 中间件：每个样本都能标识当前代码属于哪个中间件，比如是操作db，redis还是执行业务代码。

火焰图生成：

• 可视化展示：将一段时间内的样本数据汇总生成火焰图，直观展示各个函数的调用关系及其消耗的时间或资源。
• 动态调整：支持用户自定义时间段，灵活选择需要分析的事件类型，提供更精细的性能洞察。

采集事件与采集频率

• 采集事件: cpu，内存，耗时，锁 4种事件可分别配置采集
• 采集频率: cpu和耗时可动态调整采集频率，内存和锁后续测试完善后也看动态调整

.

三、功能截图

.

采集配置管理

采集配置管理，四种事件可分别配置，cpu和耗时(off cpu)频率可分别配置，越小说明采集频率越高,额外消耗资源阅读，建议用默认值。

火焰图维度

上述红框中是火焰图的分析维度选项，选择维度有服务实例，业务入口，中间件操作，traceId，cpu消耗，耗时，内存消耗，锁耗时，样本时间这些维度。
.

默认情况下展示整个应用的某一项资源在一个时间区间内的分析火焰图。
.


可以从多个维度筛选采样样本后生成火焰图。
.

实操案列

查看176机器上profiling-demo-b服务最近15分钟的业务请求Post /postMethodB1的内存消耗情况:

从上述内存火焰图能轻易看出存在内存问题的代码，很方便排查解决。

.

四、结尾

欢迎大家试用我公司的产品，如果觉得看了这篇博客有所收获点个赞啊！