一站式了解火焰图的基本使用

引言

大家好，今天我们来讲一下排查性能瓶颈、优化接口响应时间的"神兵利器" -- 火焰图。

那么火焰图是什么呢？简单来说，火焰图就是一种可视化堆栈轨迹（Stack Trace）的方式。它能让你一眼看出：程序的时间都花在哪个函数上了？接下来我们就详细讲一下怎么看火焰图等问题。

我们首先一定要知道，函数的调用顺序其实就是栈的顺序，即最下面的就是第一个被调用的方法，如果你懂了栈的方法原理，那么接下来火焰图你也就可以轻松看懂。

很多新手第一次看火焰图会觉得头晕，其实只要记住两个维度和一个"宽度"：

Y 轴（纵向）：代表调用栈的深度。 最底部是入口（比如 main 或线程根），往上是不断调用的子函数。每一层都是它的下一层的子函数。
X 轴（横向）：并不代表时间先后顺序！ 它是将所有的调用栈按照函数名进行字母排序后的结果。
宽度（最关键）：代表该函数及其子函数在采样中出现的频率。 越宽，代表占用的资源（通常是 CPU 时间）越多。 如果一个函数的"平顶"很宽，说明这个函数本身（Self Time）逻辑很重，可能是性能瓶颈。

大白话总结： 哪块"火苗"最宽，哪块就是你需要优化的地方。

作为后端开发，你在不同语言环境下生成和分析火焰图的方式稍有不同：

在 Java 里，传统的采样（Sampling）容易遇到 Safepoint Bias（安全点偏差） 问题，导致结果不准。

生成方式：

Bash 复制代码

./profiler.sh -d 30 -f output.html [PID]

Go 的工具链原生就非常强大，火焰图是"一等公民"。

推荐工具： pprof。
使用方式： 在代码里引入 net/http/pprof，然后运行：
Bash 复制代码
```
go tool pprof -http=:8080 http://localhost:6060/debug/pprof/profile?seconds=30
```
优势： 浏览器直接打开，支持切换 CPU、内存（Heap）、协程（Goroutine）等多种维度的火焰图。

虽然我们常用火焰图看 CPU 占用，但它其实可以分析任何采样数据：

内存火焰图（Alloc/Heap）： 看看哪些路径在频繁申请内存，排查内存泄漏或 GC 压力。
差分火焰图（Differential）： 优化了代码但不知道效果？对比"优化前"和"优化后"的两张图，它会用红色表示增加的部分，蓝色表示减少的部分。
Off-CPU 火焰图： 这是高级货。如果 CPU 不忙但响应慢，可能是卡在 I/O、锁竞争或等待上了。这时候需要 Off-CPU 火焰图来观察线程在"睡觉"的时候都在等什么。

在我们平常用的IDE中，就拿Java的IDEA来说吧，他就能生成火焰图。

你不需要手动去命令行执行脚本，只需要以下几步：

找到 Profiler 入口： 在 IDEA 顶部运行栏，或者右键你的 main 方法/单元测试。
选择性能分析模式： 点击那只"带小秒表的图标"（Run '...' with 'Profiler' ）。
选择分析引擎：
- CPU Profiler (async-profiler)： 推荐，最准，基于采样。
- Java Flight Recorder (JFR)： Oracle 官方的黑匣子，适合全方位监控（线程、内存、锁）。
停止并查看： 运行一段时间后，点击 Stop Profiling ，IDEA 底部会自动弹出 Profiler 面板。

下面是seata的一个普通单测的火焰图：

我推荐本地开发和调优使用IDE来生成火焰图，生产环境使用命令行版 async-profiler。

比起浏览器里的静态 HTML 文件，IDEA 的火焰图是"活"的：

双向联动（Jump to Source）： 这是最强大的功能。你在火焰图里看到哪个函数特别宽，直接右键 -> Jump to Source，它瞬间带你回到对应的 Java 类和行号。
实时搜索/高亮： 点击面板上的"放大镜"，输入关键字（如 ArrayList 或你的包名），所有相关的调用栈都会被高亮出来，帮你快速定位业务逻辑。
多维度切换： 在同一个面板里，你可以一键切换：
- Flame Graph： 传统的火焰图。
- Call Tree： 树状图，看具体的调用次数和百分比。
- Method List： 统计哪些方法最耗时（Top List）。
分析外部文件： 即使不是在 IDEA 里运行的程序（比如生产环境导出的 .jfr 或 .hprof 文件），你也可以通过 File -> Open 或者 Profiler 面板的 Import 直接打开分析。

我们平时遇到接口调用慢或者耗时长等问题，除了在对应面板看调用链之外，锁定具体目标分析时候使用火焰图则最为合适且直观，快去试试吧