性能剖析

火焰图格式

在性能剖析领域，collapsed 和 flamegraph 是最常用的两种火焰图格式，分别对应"原始数据"与"可视化视图"两个层次。

Collapsed 格式

标准语法与格式

collapsed 格式（又称 folded stacks）由 Brendan Gregg 定义，是火焰图的原始文本输入格式。每行代表一条唯一的调用栈及其采样计数。

基本规则：

frame1;frame2;frame3;...;frameN COUNT

组成部分	说明
`frame1`	栈底（入口/根帧），如 `main`、`start_thread`
`;`	帧分隔符（分号）
`frameN`	栈顶（当前执行帧，即采样命中点）
`COUNT`	采样次数（整数），与栈帧之间用空格分隔

格式要点：

每行一条独立调用栈，相同栈路径的样本合并计数
帧的排列顺序：从左到右为 根→叶（调用链方向）
空行及 # 开头的行通常被视为注释，解析时忽略
COUNT 的语义取决于分析模式：CPU 采样时为采样次数，内存分配时为分配字节数，锁分析时为竞争时间（毫秒）

扩展规范：

部分剖析工具（如 async-profiler）在标准格式基础上引入了帧类型注解，用于标识帧的运行时类别：

frameName_{type} COUNT

注解	含义	说明
`_[j]`	JIT compiled Java	JIT 编译后的 Java 方法
`_[i]`	Interpreted Java	解释执行的 Java 方法
`_[k]`	Kernel	内核态帧
`_[n]`	Native C/C++	原生 C/C++ 帧
`_[t]`	Thread	线程帧

此外，部分工具支持带权重的折叠格式（weighted collapsed），用于差分火焰图：

frame1;frame2;frameN WEIGHT

其中 WEIGHT 为浮点数，表示该栈的权重值而非简单计数。

样本示例

CPU 分析示例（以下数据源自 async-profiler 官方文档）：

FileConverter.main;FileConverter.convertFile;FileConverter.saveResult 21
FileConverter.main;FileConverter.convertFile;FileConverter.saveResult;java/io/DataOutputStream.writeInt 1
FileConverter.main;FileConverter.convertFile;FileConverter.saveResult;java/io/DataOutputStream.writeInt;java/io/ByteArrayOutputStream.write 5
FileConverter.main;FileConverter.convertFile;FileConverter.saveResult;java/io/DataOutputStream.writeUTF;java/io/DataOutputStream.writeUTF 12
FileConverter.main;FileConverter.convertFile;FileConverter.saveResult;java/io/DataOutputStream.writeUTF;java/io/DataOutputStream.writeUTF;java/lang/String.length 3
FileConverter.main;FileConverter.convertFile;FileConverter.saveResult;java/io/DataOutputStream.writeUTF;java/io/DataOutputStream.writeUTF;java/io/DataOutputStream.write 6
start_thread;thread_native_entry;Thread::call_run;VMThread::run;VMThread::inner_execute;VMThread::evaluate_operation;VM_Operation::evaluate;VM_GenCollectForAllocation::doit;GenCollectedHeap::satisfy_failed_allocation;GenCollectedHeap::do_collection;GenCollectedHeap::collect_generation;DefNewGeneration::collect;DefNewGeneration::FastEvacuateFollowersClosure::do_void 12

带帧类型注解的示例（async-profiler 扩展）：

Main.run_[j];Service.process_[j];DAO.query_[j];mysql_real_query_[n] 45
Main.run_[j];Service.process_[j];DAO.query_[j];recv_[k] 18

核心用途

用途	说明
火焰图生成	作为 `flamegraph.pl`、`inferno` 等可视化工具的标准输入格式
差分分析	对比两次 collapsed 文件，生成红蓝差分火焰图，定位性能回归
程序化处理	纯文本格式，便于用 `awk`、`sed`、Python 等工具做自定义聚合与过滤
跨工具互操作	Brendan Gregg 定义的通用标准，几乎所有火焰图工具链都支持此格式
长期存储	文本格式体积小，适合归档和版本对比
CI/CD 集成	可在流水线中自动采集、diff、判断性能回归阈值

生成命令示例：

# 以 async-profiler 为例
asprof -d 30 -f profile.collapsed -o collapsed <PID>

Flamegraph 格式

标准语法与格式

flamegraph 格式是一个自包含的 HTML 文件，内嵌 SVG 可视化与 JavaScript 交互逻辑，可直接在浏览器中打开。

结构组成：

flamegraph.html
├── HTML 骨架 + CSS 样式
├── SVG 火焰图主体
│   ├── <g> 每个帧对应的矩形块
│   │   ├── <title> 帧名称 + 采样数/占比
│   │   └── <rect> 位置、宽高、颜色
│   └── ...
├── JavaScript 交互逻辑
│   ├── 点击缩放（zoom into subtree）
│   ├── 搜索高亮（search & highlight）
│   ├── 悬浮提示（tooltip）
│   └── 重置视图（reset zoom）
└── 元数据（title、total samples 等）

视觉编码规则：

维度	编码含义
X 轴	调用栈帧按字母序排列（非时间线），宽度与采样数成正比
Y 轴	调用栈深度，底部为根帧，顶部为叶帧
帧宽度	该帧在栈中出现的采样比例，越宽表示消耗资源越多
帧颜色	标识帧类型（见下表）

帧颜色规范（以 async-profiler 为参考）：

注意：火焰图的颜色方案并非跨工具统一标准。Brendan Gregg 原始 flamegraph.pl 使用随机暖色调，颜色无语义含义；perf/bpftrace 通常按 DSO 着色或使用随机色；async-profiler 则按帧类型语义着色。以下为 async-profiler 的配色规范：

颜色	帧类型	说明
🟢 绿色	Java (interpreted)	解释执行的 Java 方法
🟡 黄/橙色	Java (JIT compiled)	JIT 编译后的 Java 方法
🔴 红色	C/C++ (native)	原生 C/C++ 代码
🔵 蓝色	Kernel	内核态代码
⬜ 灰色	Other/Unknown	其他类型或未知帧

扩展特性（以 async-profiler 为参考）：

Icicle Graph（冰柱图）：自顶向下展示调用链（根在顶部），更符合自上而下的阅读习惯，通过 --reverse 选项或浏览器内 Reverse 按钮切换
多线程视图：不同线程的调用栈并列展示在根级别
搜索高亮：输入关键词后，匹配帧高亮为紫色，不匹配帧变暗
采样信息提示：悬浮显示帧名、采样数、占总采样百分比
Cutoff 帧：标记为 [...] 的帧表示栈截断（如因栈深度限制）

样本示例

生成命令示例：

# 以 async-profiler 为例
asprof -d 30 -f flamegraph.html <PID>

交互操作：

点击帧：缩放至该帧为全宽，仅展示其子树
搜索框：输入关键词，匹配帧高亮
悬浮：显示帧名、采样数、百分比
Reset Zoom：恢复全局视图

核心用途

用途	说明
热点定位	直观识别最宽的帧块，快速找到 CPU/内存消耗最大的代码路径
根因分析	从叶帧向上追溯，理解资源消耗的调用链上下文
团队协作	HTML 文件可直接分享，无需安装额外工具，浏览器即可查看
性能优化验证	优化前后各生成一张火焰图，对比帧宽度变化验证优化效果
非专业友好	可视化形式对非性能工程师也更易理解，便于跨团队沟通

两种格式对比

对比维度	Collapsed	Flamegraph
格式类型	纯文本	HTML + SVG
人可读性	中等（需理解栈帧语法）	高（可视化，直觉理解）
机器可读性	高（易解析、易 diff）	低（需解析 HTML/SVG）
交互性	无	支持缩放、搜索、悬浮提示
文件大小	极小（KB 级）	较大（百 KB~MB 级）
工具链依赖	无（纯文本）	浏览器
差分分析	原生支持（diff 两个文件）	需转换为 collapsed 后 diff
典型使用场景	程序化处理、CI 对比、存档	人工分析、团队分享、演示

典型工作流：

采集 ──► collapsed ──► flamegraph.html（人工分析）
                  │
                  ├──► 差分火焰图（性能回归检测）
                  ├──► 自定义聚合脚本
                  └──► 归档存储

页面反馈

此页面对您有帮助吗？

Thanks !

Sorry, please submit issues.