Concetti di profilazione
La profilazione è una forma di analisi del codice dinamico. Acquisisci le caratteristiche dell'applicazione durante l'esecuzione e poi utilizzi queste informazioni per identificare come rendere l'applicazione più veloce ed efficiente.
In passato, il profiling veniva eseguito solo durante lo sviluppo delle applicazioni. Questo approccio si basava sulla capacità di sviluppare test di carico e benchmark che potevano prevedere con precisione un ambiente di produzione.
La profilazione continua si riferisce alla profilazione dell'applicazione durante la sua esecuzione. in un ambiente di produzione. Questo approccio riduce la necessità di sviluppare test di carico predittivi e benchmark accurati per l'ambiente di produzione. La ricerca sulla profilazione continua ha dimostrato che è accurata e rientra nel budget*.
Cloud Profiler è uno strumento di profilazione continua progettato per di Compute Engine in esecuzione su Google Cloud:
È un profiler statistico, o campionario, con un ed è adatto agli ambienti di produzione.
Supporta lingue comuni e raccoglie più tipi di profilo. Consulta i tipi di profilazione disponibili per una panoramica.
Configurazione di un'applicazione Google Cloud per generare dati del profilo è un semplice processo una tantum: collegare o eseguire il servizio con una profilazione con un agente umano. Dopo il deployment dell'applicazione, L'agente di profilazione viene eseguito periodicamente per raccogliere dati sul rendimento e poi invia questi dati al tuo progetto Google Cloud. Per maggiori dettagli su questa procedura, consulta Raccolta profilo.
Dopo aver raccolto i dati del profilo per la tua applicazione, puoi analizzare i dati utilizzando l'interfaccia Profiler. L'analisi dei dati del profilo è in genere un processo iterativo che si basa sui tuoi del design dell'applicazione e del suo linguaggio di programmazione.
*Vedi quanto segue Profilazione a livello di Google: un'infrastruttura di profilazione continua per i data center e Profilazione continua: dove sono finiti tutti i cicli?.
Tipi di profilazione disponibili
La seguente tabella riassume i tipi di profili supportati:
| Tipo di profilo | Vai | Java | Node.js | Python |
|---|---|---|---|---|
| Tempo CPU | S | Y | S | |
| Heap | S | Y | S | |
| Heap allocato | S | |||
| Contesa | S | |||
| Thread | S | |||
| Tempo totale di esecuzione | S | Y | S |
Il resto di questa sezione fornisce maggiori dettagli su ciascuno di questi i tipi di profilo.
Misurazioni del tempo
Il tempo di CPU è il tempo impiegato dalla CPU per eseguire un blocco di codice.
Il tempo di CPU di una funzione indica per quanto tempo la CPU è stata impegnata a eseguire le istruzioni. Non include il tempo in cui la CPU era in attesa o elaborava istruzioni per qualcos'altro.
Il tempo reale (chiamato anche tempo di sistema) è il tempo necessario per eseguire un blocco di codice.
Il tempo reale di una funzione misura il tempo che intercorre tra l'ingresso e l'uscita da una funzione. Il tempo reale include tutto il tempo di attesa, incluso quello per i blocchi e la sincronizzazione dei thread. Il tempo totale di esecuzione per un blocco di codice non può mai essere inferiore al tempo di CPU.
Se il tempo reale è più lungo di quello di CPU, indica che il codice trascorre tempo ad attendere. Quando la differenza è la tua applicazione potrebbe avere un collo di bottiglia delle risorse.
Se il tempo della CPU è simile al tempo di esecuzione, significa che il codice richiede un'elevata intensità di CPU; quasi tutto il tempo necessario per l'esecuzione viene impiegato dalla CPU. I blocchi di codice a lungo termine che richiedono un'elevata intensità di risorse della CPU potrebbero essere candidati per l'ottimizzazione.
Utilizzo heap (memoria)
L'utilizzo dell'heap (chiamato anche heap) è la quantità di memoria allocata nell'heap del programma nell'istante in cui viene raccolto il profilo. Non mi piace altri tipi di profili in cui i dati vengono raccolti in un intervallo, questo il tipo di profilo raccoglie l'utilizzo dell'heap in un singolo momento.
L'allocazione dell'heap (detta anche heap allocato) è l'importo totale di memoria allocata nell'heap del programma durante l'intervallo cui è stato raccolto il profilo. Questo valore include la memoria che è stata allocata, è stata liberata e non è più in uso. Ad esempio, considera un job che ripete la seguente sequenza: alloca 1 MiB, attende 500 msec, libera 1 MiB, attende 500 msec. Nei 10 secondi in cui viene raccolto il profilo dell'heap allocato, si verificano 10 allocazioni e 10 liberazioni. Questo profilo mostrerà 10 MiB di heap allocati, poiché gli spazi liberi non vengono considerati. La frequenza media di allocazione è 10 MiB/10 secondi o 1 MiB al secondo.
La profilazione dell'utilizzo dell'heap ti consente di individuare potenziali inefficienze e memoria fughe di notizie nei tuoi programmi. La profilazione delle allocazioni dell'heap ti aiuta a sapere quale le allocazioni causano il maggior lavoro del garbage collector.
Informazioni sulla filettatura
Le applicazioni che creano thread possono essere interessate da thread bloccati e da perdite di thread:
- I thread bloccati sono thread creati, ma in attesa di un blocco. Al momento questi thread non sono in esecuzione e potrebbero non essere mai eseguiti. Tuttavia, un thread bloccato potrebbe essere eseguito.
- Le perdite di thread si verificano quando il numero di thread creati continua ad aumentare.
I thread bloccati sono una delle cause della divulgazione di thread.
A livello di frame, il profilo Thread mostra il numero medio di thread che includono il frame. Questo tipo di profilo raccoglie l'utilizzo dei thread in un singolo punto nel tempo.
Contesa
In un programma multi-thread, il tempo di attesa per serializzare l'accesso a una risorsa condivisa può essere significativo. Informazioni sul comportamento dei conflitti possono guidare la progettazione del codice e fornire informazioni per le prestazioni dell'ottimizzazione.
Raccolta profilo
Il ruolo dell'agente di profilazione è acquisire i dati del profilo dalla tua applicazione e trasmetterli al backend di Profiler utilizzando l'API Profiler. Ogni profilo è per una singola istanza di e include quattro campi che identificano in modo univoco il suo deployment:
- Progetto Google Cloud
- Nome applicazione
- Zona di applicazione
- Versione applicazione
Quando un agente è pronto ad acquisire un profilo, emette un profiler il comando API al backend Profiler. Il backend riceve e, nello scenario più semplice, risponde immediatamente all'agente. La response specifica il tipo di profilo da acquisire. In risposta, l'agente acquisisce il profilo e lo trasmette al backend. Infine, il profiler Il backend associa il profilo al tuo progetto Google Cloud. Puoi poi visualizzarlo e analizzarlo utilizzando l'interfaccia di Profiler.
La sequenza di handshake effettiva è più complessa di quanto descritto nel paragrafo precedente. Ad esempio, quando il profiler riceve una richiesta da un agente, il backend controlla per determinare se ha ricevuto richieste precedenti dall'agente. In caso contrario, il backend aggiunge le informazioni sull'agente al proprio database. Un nuovo deployment viene creato se i campi di deployment dell'agente non corrispondono alle impostazioni degli altri dell'agente registrato.
In media, ogni minuto e per ogni deployment e ogni tipo di profilo, seleziona un agente e gli indica di acquisire un profilo. Ad esempio, se gli agenti per un deployment supportano heap e tempo totale di esecuzione profilazione, in media vengono acquisiti due profili al minuto:
Per tutti i tipi di profilo, ad eccezione dell'utilizzo dell'heap e dei thread, profilo singolo rappresenta i dati raccolti per 10 secondi.
I profili di utilizzo dell'heap e dei thread vengono raccolti in modo istantaneo.
Dopo che l'agente ha comunicato al backend di Profiler che è pronto a acquisire i dati, rimane inattivo finché il backend non risponde con il tipo di profilo da acquisire. Se hai 10 istanze di un'applicazione in esecuzione nello stesso deployment, si creano 10 agenti di profilazione. Tuttavia, la maggior parte del tempo questi agenti sono inattivi. In un periodo di 10 minuti, puoi aspettarti 10 profili; in media ogni agente riceve una risposta per ogni tipo di profilo. È prevista una certa casualità, pertanto il numero effettivo potrebbe variare.
Il backend di Profiler utilizza le quote dell'API Profiler campi di deployment del profilo per limitare i profili importati. Per informazioni su come visualizzare e gestire le quote di Profiler, consulta Quote e limiti.
Analisi dei dati
Dopo che Profiler ha raccolto i dati, puoi visualizzarli e analizzarli utilizzando l'interfaccia Profiler.
Nella console Google Cloud, vai alla pagina Profiler:
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