使用阿里巴巴开源神器Arthas进行性能分析

发表于:2021-1-27 09:11

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 作者:刘铁军    来源:51Testing软件测试网原创

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  Arthas介绍
  Arthas是Alibaba开源的Java诊断工具,采用命令行交互模式,提供了丰富的功能,是Java 相关问题排查和性能优化的强大工具。为了明显区分 CPU 耗时和内存占用,分别写了 string 操作的三种方式:String,StringBuffer,StringBuilder。下面将根据这个Demo来对Arthas 进行介绍。
  下载
  GitHub下载Arthas(https://github.com/alibaba/arthas) 最新Release版本
  启动
  下载解压后直接用脚本方式“./as.sh”来启动,或者用Java命令“$ java -jar arthas-boot.jar”启动。启动后Arthas会自动列出现有的 Java 进程,输入进程代码进入对应的进程操作页。
  分析命令
  1. JVM其他相关的命令:查看JVM系统(jvm,sysprop)、环境(sysenv)、日志(logger)、配置及线程堆栈(thread)等信息。
  `dashboard`命令查看进程的CPU、Memory和Runtime等实时数据。
  2. Class\ClassLoader 相关命令支持查看已加载的类(sc)和方法(sm)相关信息,编译(mc)及反编译(jad)源码,查看 classloader 相关内容。
  `sc`命令展示`StringMonitor`类相关的信息。
  `sm`命令展示StringMonitor类下相关的方法及stringAppend方法详情。
  3. 还有一部分程序运行时监测统计分析相关命令(monitor、watch、trace),通过字节码增强技术来实现的,会在指定类的方法中插入一些切面来实现数据统计和观测。
  `watch` 用来观察方法的执行数据包括入参、返回值、抛出异常等其中可用参数params、target、returnObj等可组合表达式进行查看。这里观察了StringMonitor类的stringAppend方法 5 次采样对应的当前对象属性。
  `trace` 用来查看方法内部调用路径,并输出方法路径上的每个节点上耗时,其中也可附加其他组合参数,比如在方法名后空格后附加 #cost > 10过滤耗时。
  这里展示了StringMonitor类的stringAppend方法的方法调用路径及当前节点当前步骤的耗时等信息。
  Profiler工具
  Async-Profiler(https://github.com/jvm-profiling-tools/async-profiler#download)是基于HotSpot进行堆栈和内存分配信息的收集和跟踪,可以和OpenJDK、Oracle JDK和其他基于HotSpot JVM的Java应用在运行时协同工作,是一个对系统性能影响很少的Java采样分析器,该工具提供开箱即用的Flame图形支持(也就是常听说的火焰图)。
  使用 `profiler start` 和 `profiler stop` 命令分别开始和停止采集数据。
  采集到的CPU使用图如下,stringAppend函数在代码中已1/1000的频率执行仍占10.34%的CPU运行时间,而stringBuffer因为保证线程安全的原因耗时也比stringBuilder要多不少,这里限于采样量级较少,数据可能会有些许误差。
  `profiler start` 命令后面可以加 `--event` 参数指定要采集数据类型,目前支持 cpu(默认)、alloc、lock、wall和itimer等。使用命令 `profiler start --event alloc` 采集内存申请数据如下,stringAppend方法内存申请操作同样占绝大多数,而stringBuffer与stringBuilder在内存申请上并无差异。

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