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Java

与 Pyroscope 集成的 Java 性能分析器为 Java 应用程序的性能分析提供了全面的解决方案。它提供实时洞察,使开发人员能够有效地理解和优化其 Java 代码库。此工具对于提高应用程序响应能力、降低资源消耗以及确保 Java 环境中的最佳性能至关重要。

注意

请参阅 可用的性能分析类型,了解每种语言支持的配置文件类型列表。

开始之前

要捕获和分析性能分析数据,您需要一个托管的 Pyroscope OSS 服务器或一个托管的 具有 Grafana Cloud Profiles 的 Pyroscope 实例(需要一个免费的 Grafana Cloud 帐户)。

Pyroscope 服务器可以是用于开发的本地服务器,也可以是用于生产用途的远程服务器。

向您的应用程序添加 Java 性能分析

Java 集成以单个 jar 文件 (pyroscope.jar) 或 Maven 包的形式分发。支持的平台包括

  • x64 上的 Linux
  • ARM64 上的 Linux
  • x64 上的 MacOS
  • ARM64 上的 MacOS

访问 GitHub 发行版 页面以下载最新版本的 pyroscope.jar

最新版本也已发布在Maven Central上。

配置 Java 客户端

您可以从应用程序代码中启动 Pyroscope,或者将其作为 javaagent 附加。

从应用程序的 Java 代码启动 Pyroscope

首先,添加 Pyroscope 依赖项

maven
<dependency>
  <groupId>io.pyroscope</groupId>
  <artifactId>agent</artifactId>
  <version>0.14.0</version>
</dependency>
gradle
implementation("io.pyroscope:agent:0.14.0")

将以下代码添加到您的应用程序中

java
PyroscopeAgent.start(
  new Config.Builder()
    .setApplicationName("ride-sharing-app-java")
    .setProfilingEvent(EventType.ITIMER)
    .setFormat(Format.JFR)
    .setServerAddress("http://pyroscope-server:4040")
    .build()
);
spring
import io.pyroscope.javaagent.PyroscopeAgent;
import io.pyroscope.javaagent.config.Config;
import io.pyroscope.javaagent.EventType;
import io.pyroscope.http.Format;

@PostConstruct
public void init() {

    PyroscopeAgent.start(
    new Config.Builder()
        .setApplicationName("ride-sharing-app-java")
        .setProfilingEvent(EventType.ITIMER)
        .setFormat(Format.JFR)
        .setServerAddress("http://pyroscope-server:4040")
        // Optionally, if authentication is enabled, specify the API key.
        // .setBasicAuthUser("<User>")
        // .setBasicAuthPassword("<Password>")
        // Optionally, if you'd like to set allocation threshold to register events, in bytes. '0' registers all events
        // .setProfilingAlloc("0")
        .build()
    );
}

您还可以选择替换一些 Pyroscope 组件

java
PyroscopeAgent.start(
  new PyroscopeAgent.Options.Builder(config)
    .setExporter(snapshot -> {
      // Your custom export/upload logic may go here
      // It is invoked every 10 seconds by default with snapshot of
      // profiling data
    })
    .setLogger((l, msg, args) -> {
      // Your custom logging may go here
      // Pyroscope does not depend on any logging library
      System.out.printf((msg) + "%n", args);
    })
    .setScheduler(profiler -> {
      // Your custom profiling schedule logic may go here
    })
    .build()
);

javaagent 方式启动 Pyroscope

要开始分析 Java 应用程序,请使用 pyroscope.jar javaagent 运行您的应用程序

shell
export PYROSCOPE_APPLICATION_NAME=my.java.app
export PYROSCOPE_SERVER_ADDRESS=http://pyroscope-server:4040

java -javaagent:pyroscope.jar -jar app.jar

向 Java 应用程序添加分析标签

您可以向分析数据添加动态标签。这些标签可以在 UI 中过滤数据。

动态添加标签

java
Pyroscope.LabelsWrapper.run(new LabelsSet("controller", "slow_controller"), () -> {
  slowCode();
});

您还可以向分析数据添加静态标签。

java
Pyroscope.setStaticLabels(Map.of("region", System.getenv("REGION")));
// or with Config.Builder if you start pyroscope with PyroscopeAgent.start
PyroscopeAgent.start(new Config.Builder()
    .setLabels(mapOf("region", System.getenv("REGION")))
    // ...
    .build()
);

配置选项

当您以 javaagent 方式启动 Pyroscope 或通过 Config.build() 获取配置时,Pyroscope 会在多个来源中搜索配置:系统属性、环境变量和 pyroscope.properties。属性键与环境变量名称相同,但小写,并且下划线 (_) 将替换为句点 (.)。例如,PYROSCOPE_FORMAT 将变为 pyroscope.format

Java 集成支持 JFR 格式以支持多个事件(JFR 是唯一支持async-profiler 中多个事件的输出格式)。有一些环境变量定义了多个事件配置的工作方式

标志描述
PYROSCOPE_AGENT_ENABLED启用代理。默认值为 true
PYROSCOPE_FORMAT设置分析器输出格式。默认值为 collapsed,但为了支持多种格式,必须将其设置为 jfr
PYROSCOPE_PROFILER_EVENT设置分析器事件。启用 JFR 格式后,此事件指的是可能的 CPU 分析事件之一:itimercpuwall。默认值为 itimer
PYROSCOPE_PROFILER_ALLOC设置注册事件的分配阈值,以字节为单位(相当于 async-profiler 中的 --alloc=)。默认值为 "" - 空字符串,表示分配分析已禁用。将其设置为 0 将注册每个事件,从而导致大量的 CPU 和网络开销,使其不适合生产环境。我们建议将起始值设置为 512k,并根据需要进行调整。
PYROSCOPE_PROFILER_LOCK设置注册事件的锁阈值,以纳秒为单位(相当于 async-profiler 中的 --lock=)。默认值为 "" - 空字符串,表示锁分析已禁用。将其设置为 0 将注册每个事件,从而导致大量的 CPU 和网络开销,使其不适合生产环境。我们建议将起始值设置为 10ms,并根据需要进行调整。
PYROSCOPE_CONFIGURATION_FILE设置其他属性配置文件。默认值为 pyroscope.properties
PYROSCOPE_BASIC_AUTH_USERHTTP 基本身份验证用户名。默认值为 "" - 空字符串,不进行身份验证。
PYROSCOPE_BASIC_AUTH_PASSWORDHTTP 基本身份验证密码。默认值为 "" - 空字符串,不进行身份验证。
PYROSCOPE_TENANT_IDpyroscope 租户 ID,作为 X-Scope-OrgID http 标头传递。默认值为 "" - 空字符串,没有租户 ID。
PYROSCOPE_HTTP_HEADERS以 JSON 格式表示的额外 HTTP 标头,例如:{"X-Header": "Value"}。默认值为 {} - 没有额外标头。
PYROSCOPE_LABELS以逗号分隔的 key=value 对的形式设置静态标签。默认值为 "" - 空字符串,没有标签。
PYROSCOPE_LOG_LEVEL确定 Pyroscope 日志记录器的详细程度。可用选项包括 debuginfowarnerror。默认值为 info
PYROSCOPE_PUSH_QUEUE_CAPACITY指定摄取队列的大小,该队列在网络中断期间临时存储内存中的分析数据。默认值为 8。
PYROSCOPE_INGEST_MAX_TRIES设置在摄取 API 调用失败时重试的最大次数。值为 -1 表示重试将无限期持续。默认值为 8
PYROSCOPE_EXPORT_COMPRESSION_LEVEL_JFR设置应用于上传的 JFR 文件的 GZIP 压缩级别。此选项接受 NO_COMPRESSIONBEST_SPEEDBEST_COMPRESSIONDEFAULT_COMPRESSION 的值。
PYROSCOPE_EXPORT_COMPRESSION_LEVEL_LABELSPYROSCOPE_EXPORT_COMPRESSION_LEVEL_JFR 的操作类似,但应用于动态标签部分。默认值为 BEST_SPEED
PYROSCOPE_GC_BEFORE_DUMP布尔值,当设置为 true 时,在转储配置文件之前执行 System.gc() 命令。此选项可能对实时分析有用,但默认情况下处于禁用状态。

将数据发送到 Pyroscope OSS 或 Grafana Cloud Profiles

将以下代码添加到您的应用程序中

java
PyroscopeAgent.start(
    new Config.Builder()
        .setApplicationName("test-java-app")
        .setProfilingEvent(EventType.ITIMER)
        .setFormat(Format.JFR)
        .setServerAddress("<URL>")
        // Set these if using Grafana Cloud:
        .setBasicAuthUser("<User>")
        .setBasicAuthPassword("<Password>")
        // Optional Pyroscope tenant ID (only needed if using multi-tenancy). Not needed for Grafana cloud.
        // .setTenantID("<TenantID>")
        .build()
);

要将 Java SDK 配置为将数据发送到 Pyroscope,请将 <URL> 占位符替换为相应的服务器 URL。这可能是 Grafana Cloud URL 或您自己的自定义 Pyroscope 服务器 URL。

如果您需要将数据发送到 Grafana Cloud,则必须配置 HTTP 基本身份验证。将 <User> 替换为您的 Grafana Cloud 堆栈用户,并将 <Password> 替换为您的 Grafana Cloud API 密钥。

如果您的 Pyroscope 服务器启用了多租户,则需要配置租户 ID。将 <TenantID> 替换为您的 Pyroscope 租户 ID。

示例配置

以下配置设置应用程序名称、Pyroscope 格式、分析间隔、事件和锁。此示例摘自 Pyroscope 存储库中提供的rideshare Dockerfile

ENV PYROSCOPE_APPLICATION_NAME=rideshare.java.push.app
ENV PYROSCOPE_FORMAT=jfr
ENV PYROSCOPE_PROFILING_INTERVAL=10ms
ENV PYROSCOPE_PROFILER_EVENT=itimer
ENV PYROSCOPE_PROFILER_LOCK=10ms

此配置摘录启用了分配和锁分析

PYROSCOPE_PROFILER_ALLOC=512k
PYROSCOPE_PROFILER_LOCK=10ms

Java 分析示例

查看以下资源,了解有关 Java 分析的更多信息