性能分析-java程序篇之案例-工具和方法

1. 背景说明

  线上服务响应时间超过40秒，登录服务器发现cpu将近100%了(如下图)，针对此问题，本文说明排查过程、工具以定位具体的原因。

# 2. 分析排查过程
此类问题的排查，有两款神器可用，分别是async-profiler和arthas，async-profiler主要用于全局分析，通过此工具可以找到热点方法，
再用arthas对此热点方法进行详细的追踪，trace命令可以追踪方法的具体耗时，watch命令可以查看方法的出入参数，在结合源代码可以比较
方便定位到问题原因。下面记录排查过程：
## 2.1. 用async-profiler生成火焰图
到下载后，解压后如下所示：

执行命令生成火焰图：
./profiler.sh -d 300 1485 -f ./test.svg
其中 -d 300 表示采集300s的数据，300s结束后，自动生成test.svg文件到当前目录。

2.2. 火焰图分析

用浏览器打开上面生成的svg文件，如下：



火焰图中纵向代表调用栈，即方法的调用深度，横向是方法占用cpu的时间比率，因此火焰图中如果出现平顶现象，说明相关方法耗时长（即为热点方法），是分析优化的对象；

从上图可看出：java/util/ComparableTimSort.countRunAndMakeAscending方法为热点方法，可以根据此方法的调用栈对相关方法进行追踪：

io/micrometer/core/instrument/MeterRegistry.getMappedId

io/micrometer/core/instrument/Tags.and

2.3. 追踪方法具体耗时和调用关系

此时可采用arthas工具，改工具的安装和使用方法可参考：《arthas用户指南》

2.3.1. 追踪getMappedId

arthas控制台中执行下面命令：

trace io.micromete/core.instrument.MeterRegistry getMappedId



io.micrometer.core.instrument.MeterRegistry#getMappedId耗时近40s，期间此方法中调用了2458次MeterFilter.map()方法: 该方法源代码如下：



通过多次执行该命令发现，filters数组会随着请求增加而不断上涨；那么这个filters数组到底是什么内容呢？

2.3.2. 监控类的返回对象

watch *MeterRegistry * "{returnObj}" -x 3 -n 3



发现数组中储存的都是相同内容的tag，继续查看源代码，io.micrometer.core.instrument.MeterRegistry类中成员变量赋值的相关代码：

2.3.3. 监控Tags and方法的入参

watch io.micrometer.core.instrument.Tags and "{params}" -x 2 -b -n 4

2.4. 原因

commonTags每调用一次，filters数组长度+1，会进行一次copy，不断增长，getMappedId方法中循环对tag进行and操作、排序、去重导致cpu飙高；

下面是导致这个问题原因精简后的模拟代码：

2.5. 解决方式

commonTags应在服务初始化的时候设置，如在spring boot的配置文件中设置：