火焰图（Flame Graph）使用指南

火焰图（Flame Graph） 是一种可视化性能分析工具，可以帮助你快速定位 CPU、内存或 I/O 瓶颈。它看起来像火焰，因此得名。

1. 火焰图能解决什么问题？

• CPU 占用高：找出哪些函数消耗了最多的 CPU 时间。
• 程序卡顿：分析代码执行路径，找到慢速操作。
• 线程阻塞：查看哪些线程在等待锁或 I/O。
• 内存泄漏（需配合内存分析工具）。

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1. 准备工作
   
   Linux / macOS

安装 perf（Linux 性能分析工具）

sudo apt install linux-tools-common linux-tools-generic # Ubuntu/Debian

sudo yum install perf # CentOS/RHEL

安装 FlameGraph 脚本

git clone https://github.com/brendangregg/FlameGraph.git

cd FlameGraph

export PATH=$PATH:$(pwd) # 临时添加到 PATH

3. 生成 CPU 火焰图（以 Java 为例）

（1）采集数据

方法 1：使用 perf（推荐，适用于 Linux）

1. 找到 Java 进程 ID

jps # 或 ps -ef | grep java

2. 采集 CPU 调用栈（采样 30 秒）

sudo perf record -F 99 -p -g -- sleep 30

3. 生成火焰图

perf script | stackcollapse-perf.pl | flamegraph.pl > flamegraph.svg

方法 2：使用 async-profiler（更简单，支持 Java）

下载 async-profiler

wget https://github.com/jvm-profiling-tools/async-profiler/releases/download/v2.9/async-profiler-2.9-linux-x64.tar.gz

tar -xzf async-profiler-.tar.gz

cd async-profiler-

采集 CPU 数据（采样 30 秒）

./profiler.sh -d 30 -f flamegraph.svg

（2）查看火焰图

生成的 flamegraph.svg 可以用浏览器打开：

firefox flamegraph.svg # 或 chrome, edge

4. 如何读懂火焰图？

火焰图结构

• Y 轴（高度）：调用栈深度（越深表示调用链越长）。
• X 轴（宽度）：函数执行时间占比（越宽表示占用 CPU 越多）。
• 颜色：无特殊含义，仅用于区分不同函数。
  
  关键操作
  
  操作
  
  说明
  
  鼠标悬停
  
  显示函数名、CPU 占比
  
  点击放大
  
  查看某个函数的详细调用链
  
  搜索（Ctrl+F）
  
  查找特定函数（如 java.lang.Thread.sleep）
  
  [图片]

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1. 常见问题
   
   （1）火焰图显示 [unknown] 怎么办？

• 原因：缺少调试符号（如 JVM 未启用 -XX:+PreserveFramePointer）。
• 解决方案：

Java 运行时添加参数

java -XX:+PreserveFramePointer -jar your_app.jar

或者使用 async-profiler 的 --all-user 选项

./profiler.sh --all-user -d 30 -f flamegraph.svg

（2）如何分析内存泄漏？

改用 内存火焰图（需 async-profiler）：

./profiler.sh -d 30 -e alloc -f mem_flamegraph.svg

6. 进阶用法

场景

命令

分析锁竞争

./profiler.sh -e lock -d 30 -f lock.svg

分析 I/O 等待

perf record -e 'sched:sched_stat_iowait' -p -g -- sleep 10

生成差分火焰图

diff two_flamegraphs.svg

7. 总结

1. 安装工具：perf + FlameGraph 或 async-profiler。
2. 采集数据：perf record 或 ./profiler.sh -d 30。
3. 生成 SVG：flamegraph.pl 转换数据。