深入淺出arthas火焰圖

arthas是一個非常方便的Java診斷工具，包括很多功能，例如JVM診斷、應用診斷、Spring應用診斷等。arthas使診斷問題變得更加容易和準確，因此被廣泛地使用。arthas中的火焰圖是一種非常有用的工具，可以大幅度提高Java代碼的診斷效率。

一、什麼是火焰圖

火焰圖是一種可視化的工具，通常用於分析CPU使用情況。橫坐標表示時間，縱坐標表示堆棧。當一個函數調用另一個函數時，這個函數的堆棧會放在上一個函數堆棧的下面。每個堆棧都代表了一段時間內執行的代碼。火焰圖可以讓我們直觀地看到每個函數運行所花費的時間。

二、如何生成arthas火焰圖

和其他火焰圖類似，arthas的火焰圖基於代碼的執行時間和堆棧信息。arthas發揮了自己的優勢，使生成火焰圖變得非常容易。下面是arthas生成火焰圖的代碼：

$ java -jar arthas-boot.jar

# 進入想要診斷的Java進程
$ jps
$ dashbord

# 觸發arthas fireline
$ sc -d -t ./fireline
$ profie demo.MathGame play
$ exit

運行起來，arthas就可以進行CPU分析了。

三、如何閱讀火焰圖

1. 了解火焰圖的結構

一般來說，火焰圖的每一層是一個函數，如下圖所示：

  ┌─test
  ├─count
  ├─factorial
  ├─main
  └─print_usage

箭頭的方向表示調用方向。箭頭從下向上表示調用，從上向下表示返回。每一層的長度表示這個函數的執行時間，即這個函數在整體執行中所佔據的比例。

2. 理解函數執行時間

上一層函數的長度比下一層函數的長度要長，表示上一層函數的執行時間要長。因此，我們可以通過火焰圖來找出執行時間相對比較長的函數，然後去優化它們的執行效率。

3. 了解函數之間的依賴關係

函數之間的依賴關係可以通過火焰圖中的節點箭頭來表示。箭頭從一個函數節點指向另一個函數節點，表示這兩個函數之間存在依賴關係。通過這個關係，我們可以分析函數之間的調用關係。

4. 查找函數和問題

arthas火焰圖可以幫助我們找到潛在的問題。一般情況下，我們可以通過火焰圖來查找執行時間比較長的函數，然後去優化它們的執行效率，這樣可以大幅度地提高整個應用程序的執行效率。

四、如何使用arthas火焰圖

1. 觸發火焰圖的生成

和其他火焰圖一樣，arthas火焰圖也需要觸發。

$ java -jar arthas-boot.jar

# 進入想要診斷的Java進程
$ jps
$ dashbord

# 觸發arthas fireline
$ sc -d -t ./fireline
$ profile demo.MathGame play
$ exit

2. 查看火焰圖

觸發後，arthas會將火焰圖生成在當前目錄下。為了查看，我們可以使用瀏覽器打開它。

$ ls -l ./MathGame.play.dump
...

$ google-chrome ./MathGame.play.dump

3. 對紅色函數進行分析

在火焰圖中，紅色是表示執行時間比較長的顏色。一般情況下，我們會通過紅色來找到整個應用中執行時間比較長的函數。

fireline(OUT): /path/to/xxx.java:22: cost 82 (- cost 39) in cn.demo.MathGame$PlayCmd.run
  algo-1.0.0-SNAPSHOT.jar: cn.demo.MathGame.handle(RpsCommand)
    algo-1.0.0-SNAPSHOT.jar: cn.demo.MathGame.handle(RpsCommand)
      ...

4. 對函數堆棧進行優化

如果我們想要查看函數的堆棧，可以通過命令 stack cn.demo.MathGame$PlayCmd.run 來獲取:

class: cn.demo.MathGame
method: run
cost: 105
size: 1.9M
start-time: 2021-10-11 17:53:34
arguments: "com.taobao.middleware.cli.RpsCommand"
stack:
(DONT SYNC) com.sun.tools.attach.VirtualMachineImpl.getSystemPropertiesNative line: not available [id=1]
(DONT SYNC) com.sun.tools.attach.VirtualMachineImpl.access$400 line: not available [id=1]
(DONT SYNC) com.sun.tools.attach.VirtualMachineImpl$1.run line: not available [id=1]
(DONT SYNC) java.security.AccessController.doPrivileged line: not available [id=2]
(DONT SYNC) com.sun.tools.attach.VirtualMachineImpl.attach line: not available [id=1]
(DONT SYNC) com.alibaba.arthas.boot.loader.ArthasClassloader.attach line: not available [id=1]
(DONT SYNC) com.alibaba.arthas.boot.AgentLauncher.attach line: not available [id=1]
(DONT SYNC) com.alibaba.arthas.boot.AgentLauncher.launch line: not available [id=1]
(SYNC-ING) com.alibaba.arthas.boot.AgentLauncher.premain line: not available
...

我們可以通過代碼和函數堆棧來優化代碼。

五、arthas火焰圖的優勢

1. 易用性高

arthas火焰圖非常容易使用。在控制台中輸入一些簡單的命令就可以創建、查看和分析火焰圖。

2. 可視化的效果

arthas火焰圖非常容易讀取和分析。它提供了可視化的效果，使診斷問題變得更加容易和直觀。

3. 對JVM和應用的支持

arthas不僅僅支持JVM的診斷，還支持應用的診斷。這一點可以極大地提高應用程序的效率和可靠性。

4. 可擴展性高

arthas是開源的，因此具有高度可擴展性。開發人員可以很容易地改進和擴展它的功能。

六、結論

arthas火焰圖是一種非常有用的Java診斷工具，可以大幅度提高Java代碼的診斷效率。本文介紹了arthas火焰圖的生成、閱讀和使用，並且闡述了它的優點。我們相信，通過學習arthas火焰圖，Java程序員們可以更加輕鬆地解決問題，提高應用程序的效率和可靠性。

原創文章，作者：RWZJH，如若轉載，請註明出處：https://www.506064.com/zh-hk/n/372251.html