Flame Graph，即火焰图，是直观分析资源使用情况，从而判断瓶颈所在的一种图。本文介绍如何为JVM进程生成CPU/内存的火焰图。

安装所需工具

如果使用OpenJDK，还需要安装Debug工具，以JDK11为例，

• 安装openjdk-11-dbg:

  sudo apt-get install openjdk-11-dbg
  

• 从Github下载async-profiler:
• 若需以普通用户执行性能分析工具，还需要修改权限，方法如下(系统重启后需要重新修改)：

  echo 1 > /proc/sys/kernel/perf_event_paranoid # default 3
  echo 0 > /proc/sys/kernel/kptr_restrict # default 0
  

分析CPU使用情况

先使用jps命令查看系统运行的Java进程，记下需要分析的进程PID。

进入解压后的async-profiler目录，执行

./profiler.sh -e cpu -d 30 -f ~/cpu-flamegraph.svg 54662

其中 -d 表示取样的时长，单位为秒。

使用 -e wall 参数可以分析Wall clock time， 与CPU时间不同的是，线程处于休眠、阻塞等的时间也会算进去，这对于分析Java程序的启动时长比较有用。

理解CPU火焰图

• 格子的宽度表示对应方法占用的CPU时间。较宽的格子表示对应方法在取样过程中总共执行总时间，有可能是这个方法单次执行了较长时间，也有可能是这个方法被多次调用引起的。
• Y轴表示栈的深度，较低（即靠近X轴）的格子是更高格子的父级栈。

可见定位CPU使用率过高问题时，需要重点关注相对较宽的格子对应的方法。

分析内存使用情况

async-profiler除了可以进行CPU使用情况取样外，还能对堆内存使用情况取样。

先使用jps命令查看系统运行的Java进程，记下待分析的进程PID。

进入解压后的async-profiler目录，执行

./profiler.sh -e alloc -i 500k -d 30 -f ~/mem-flamegraph.svg 54662

-i 500k 表示平均每500KB堆内存分配时行一次取样，这个值不能太小。

理解内存火焰图

宽度对应内存使用量，所以关注较宽的格子对应的方法。

分析其它程序

提示： Debian/Ubuntu 的perf工具在linux-tools包里。

• 对指定进程进行30秒采样，运行成功后会生成原始取样数据：perf.data

  perf record -F 99 -p 13204 -g -- sleep 30
  

• 下载并使用工具包的工具生成火焰图：

  git clone --depth=1 https://github.com/brendangregg/FlameGraph
  cd FlameGraph/
  # 将第一步里生成的`perf.data`复制到当前目录
  cp ~/perf.data ./
  perf script | ./stackcollapse-perf.pl > out.perf-folded
  ./flamegraph.pl out.perf-folded > perf-kernel.svg
  

前往更多细节和其它采样工具。

在 Clojure 程序里使用

使用clj-async-profiler可以在Clojure程序里调用async-profiler，可以很方便地对特定代码块进行取样分析。

参考

• Java async-profiler
• clj-async-profiler
• 火焰图作者官网 及 生成火焰图的一些工具