1 火焰图介绍
性能调优利器：火焰图与《性能之巅》学习笔记之火焰图 其之一都提到了《性能之巅》。
火焰图（Flame Graph）是由 Linux 性能优化大师 Brendan Gregg 发明的，和所有其他的 profiling 方法不同的是，火焰图以一个全局的视野来看待时间分布，它从底部往顶部，列出所有可能导致性能瓶颈的调用栈。(摘自性能调优利器：火焰图)
如何分析生成的火焰图（摘自《性能之巅》学习笔记之火焰图 其之一）:
● 火焰图顶部显示了采样过程中on CPU的方法。对CPU profiles，这些方法直接占用cpu资源。对于其他的profile，这些方法导致了相关的内核事件。
● 在火焰图顶部寻找“高原”状的方法，位于顶部的某个很宽的方法，表示其在采样中大量出现。对于CPU profiles，这意味着这个方法经常在CPU上运行。
● 自顶向下看显示了调用关系，上边的方法被其下方的方法调用，以此类推。快速的从上往下浏览可以理解某个方法为什么被调用。
● 自底向上看显示了代码逻辑，提供了程序的全局视图。底部的方法会调用其顶部的多个方法，以此类推。自底向上看可以看到代码的分支形成的多个小型的“塔尖”。
● box的宽度可以用来比较，更宽的box意味着在采样结果中更多的比例。
● 对于cpu profiles 来说，如果a方法比b方法宽，有可能是因为a方法本身执行需要使用比b方法更多的cpu。也有可能是a方法被调用的次数比b方法更频繁。采样的最终结果并不能体现一个方法被调用多少次，所以这两种情况都有可能。
● 如果一个方法顶部出现了两个“大塔尖”，导致火焰图中出现一个“大分叉”，这样的方法很值得研究。两个“塔尖”可能是被调用的两个子方法，也可能是条件语句的两个不同分支。
2 性能分析
接下来以某微服务为例，来实际看一下如何优化程序的性能。
2.1 on-cpu 火焰图
使用 arthas profiler 可以生成 on-cpu 火焰图：
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$profiler start -e cpu
1.1.JPG
分析：addIotdaData 方法中大部分时间都用于日志打印，结合代码查看，发现每接收到一条数据都打印了日志，因此在日志打印上占用了较多的 CPU。
1.2.JPG
分析：addIotdaData 上使用了两次 aop，大约占用了12%左右的 CPU。
2.2 off-cpu 火焰图
使用 arthas profiler 可以生成 off-cpu 火焰图：
$profiler start -e lock
3.1.JPG
分析：绝大部分等待时间都是在 pulsar 的 producer 中，结合代码查看，在发送数据时使用的是同步的方式。
2.3 Hot/Cold 火焰图
使用 arthas profiler 可以生成 Hot/Cold 火焰图：
$profiler start -e wall
4.1.JPG
cacheToken 耗时 10%，结合业务发现，这部分逻辑是不需要的，可优化。
5.png
6.JPG
分析：tomcat 中非业务处理部分的耗时约为 30%，比实际业务处理的耗时(25%)还要多，因此考虑使用更高性能的 web 容器，比如 netty。
使用 arthas profiler 可以生成内存火焰图：
$profiler start -e alloc7.2.JPG
分析：未发现有内存泄露的现象。
3 性能测试
性能测试的四个主要指标：
响应时间：指应用系统从发出请求开始到收到最后响应数据所需要的时间。响应时间是系统最重要的性能指标，直观的反映了系统的“快慢”。
并发数：系统能够同时处理请求的数目，这个数字也反映了系统的负载特性。对于网站而言，并发数即系统并发用户数，指同时提交请求的用户数目，于此相对应，还有在线用户数（当前登录系统的用户数）和系统用户数（可能访问系统的总用户数）。
吞吐量：指单位时间内系统处理的请求的数量，体现件系统的处理能力。对于网站，可以用“请求数/秒”或是“页面数/秒”来衡量，也可以用“访问人数/天”或是“处理的业务数/小时”等来衡量。TPS（每秒事务数）也是吞吐量的一个指标，此外还有 HPS（每秒 HTTP 请求数），QPS（每秒查询数）等。
吞吐量 = ( 1000 / 响应时间 ms ) × 并发数
性能计数器：是描述服务器或操作系统性能的一些数据指标。包括 System Load、对象与线程数、内存使用、CPU 使用、磁盘与网络 I/O 等指标。这些指标也是系统监控的重要参数，对这些指标设置报警阀值，当监控系统发现性能计数器超过阀值的时候，就向运维和开发人员报警，及时发现处理系统异常。
不同并发下的性能表现：
8.png
分析：200并发情况下，TPS与Response Time都比较稳定，300并发时，性能下降的比较厉害，250并发时，性能开始下降且变得不稳定。因此可以认为，系统能够稳定支持的并发数在200左右，TPS在1800左右，响应时间在50ms左右。
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