Отладка высокой загрузки ЦП в .NET Core

Эта статья относится к: ✔️ пакету SDK для .NET Core 3.1 и более поздних версий

В этом руководстве описано, как выполнить отладку в случае чрезмерной загрузки ЦП. Используя предоставленный пример веб-приложения ASP.NET Core в репозитории исходного кода, можно намеренно вызвать взаимоблокировку. Конечная точка перестанет отвечать, и в ней будут накапливаться потоки. Вы узнаете, как использовать различные средства для диагностики проблемы в этом сценарии на основе ряда ключевых диагностических данных.

При работе с этим руководством вы сделаете следующее:

Необходимые компоненты

В руководстве используются следующие ресурсы:

• Пакет SDK для .NET Core 3.1 или более поздней версии.
• Пример целевого объекта отладки для активации сценария.
• dotnet-trace для вывода списка процессов и создания профиля.
• dotnet-counters для мониторинга загрузки ЦП.

Счетчики ЦП

Прежде чем начать сбор диагностических данных, необходимо воспроизвести условие высокой загрузки ЦП. Запустите пример приложения из корневого каталога примера с помощью следующей команды:

dotnet run

Чтобы узнать ИД процесса, выполните следующую команду:

dotnet-trace ps

Запишите ИД процесса, отображаемый в выходных данных команды. Наш ИД процесса — 22884, но ваш будет другим. Чтобы проверить текущую загрузку ЦП, выполните команду dotnet-counters:

dotnet-counters monitor --refresh-interval 1 -p 22884

refresh-interval — это время в секундах между опросами счетчиком значений ЦП. Результат выполнения должен быть аналогичен следующему:

Press p to pause, r to resume, q to quit.
    Status: Running

[System.Runtime]
    % Time in GC since last GC (%)                         0
    Allocation Rate / 1 sec (B)                            0
    CPU Usage (%)                                          0
    Exception Count / 1 sec                                0
    GC Heap Size (MB)                                      4
    Gen 0 GC Count / 60 sec                                0
    Gen 0 Size (B)                                         0
    Gen 1 GC Count / 60 sec                                0
    Gen 1 Size (B)                                         0
    Gen 2 GC Count / 60 sec                                0
    Gen 2 Size (B)                                         0
    LOH Size (B)                                           0
    Monitor Lock Contention Count / 1 sec                  0
    Number of Active Timers                                1
    Number of Assemblies Loaded                          140
    ThreadPool Completed Work Item Count / 1 sec           3
    ThreadPool Queue Length                                0
    ThreadPool Thread Count                                7
    Working Set (MB)                                      63

Сразу же после запуска веб-приложения ЦП совсем не используется и его загрузка отображается как равная 0%. Перейдите по маршруту api/diagscenario/highcpu, используя 60000 в качестве параметра маршрута:

https://localhost:5001/api/diagscenario/highcpu/60000

Теперь выполните команду dotnet-counters повторно. Если вы хотите отслеживать только счетчик cpu-usage , добавьте "-counters System.Runtime[использование ЦП]" в предыдущую команду. Мы не уверены, используется ли ЦП, поэтому мы будем отслеживать тот же список счетчиков, что и выше, чтобы убедиться, что значения счетчиков находятся в ожидаемом диапазоне для нашего приложения.

dotnet-counters monitor -p 22884 --refresh-interval 1

Вы должны увидеть увеличение использования ЦП, как показано ниже (в зависимости от хост-компьютера, ожидается изменение использования ЦП):

Press p to pause, r to resume, q to quit.
    Status: Running

[System.Runtime]
    % Time in GC since last GC (%)                         0
    Allocation Rate / 1 sec (B)                            0
    CPU Usage (%)                                         25
    Exception Count / 1 sec                                0
    GC Heap Size (MB)                                      4
    Gen 0 GC Count / 60 sec                                0
    Gen 0 Size (B)                                         0
    Gen 1 GC Count / 60 sec                                0
    Gen 1 Size (B)                                         0
    Gen 2 GC Count / 60 sec                                0
    Gen 2 Size (B)                                         0
    LOH Size (B)                                           0
    Monitor Lock Contention Count / 1 sec                  0
    Number of Active Timers                                1
    Number of Assemblies Loaded                          140
    ThreadPool Completed Work Item Count / 1 sec           3
    ThreadPool Queue Length                                0
    ThreadPool Thread Count                                7
    Working Set (MB)                                      63

На протяжении всего запроса использование ЦП будет наведено на увеличение процента.

На этом этапе можно с уверенностью сказать, что ЦП работает с большей загрузкой, чем ожидается. Определение последствий проблемы является ключом для поиска причины. Мы будем использовать эффект высокого потребления ЦП в дополнение к средствам диагностики, чтобы найти причину проблемы.

Анализ высокого ЦП с помощью Профилировщика

При анализе приложения с высоким уровнем использования ЦП требуется средство диагностика, которое может предоставить аналитические сведения о том, что делает код. Стандартным инструментом является профилировщик, и вы можете выбрать различные параметры профилировщика. dotnet-trace можно использовать во всех операционных системах, однако его ограничения с предвзятостью безопасной точки и управляемыми вызовами приводят к более общей информации по сравнению с профилировщиком, поддерживающего ядро, например perf для Linux или ETW для Windows. Если исследование производительности включает только управляемый код, обычно dotnet-trace будет достаточно.

export DOTNET_PerfMapEnabled=1
dotnet run

sudo perf record -p 2266 -g

sudo perf report -f

git clone --depth=1 https://github.com/BrendanGregg/FlameGraph
sudo perf script | FlameGraph/stackcollapse-perf.pl | FlameGraph/flamegraph.pl > flamegraph.svg

dotnet-trace collect -p 22884 --providers Microsoft-DotNETCore-SampleProfiler

Анализ данных с высоким уровнем ЦП с помощью Visual Studio

Все файлы *.nettrace можно анализировать в Visual Studio. Чтобы проанализировать файл Linux *.nettrace в Visual Studio, передайте файл *.nettrace, помимо других необходимых документов, на компьютер Windows, а затем откройте файл *.nettrace в Visual Studio. Дополнительные сведения см. в разделе "Анализ данных об использовании ЦП".

См. также

• dotnet-trace для отображения списка процессов
• dotnet-counters для проверки использования управляемой памяти
• dotnet-dump для сбора и анализа файла дампа
• dotnet/diagnostics

Следующие шаги