.Net性能优化时应该关注的数据

发布日期:2018-02-09    浏览次数:442

  解决性能问题的时候,我往往会让客户添加下面一些计数器进行性能收集。

  • Process object下的所有计数器;
  • Processor object下的所有计数器;
  • System object下的所有计数器;
  • Memory object下的所有计数器;

  在排查性能问题的时候,重点关注如下数据:

一、Process object

  Process object中的计数器可以针对目标进程分析内存,CPU,线程数目和handle数目。首先要确定目标进程,然后分析目标进程的下面一些计数器:

  1、% Processor Time

  该计数器是该进程占用CPU资源的指标。当进程繁忙的时候,CPU平均占用率应该在80%以内。如果超过该数值,程序可以认为发生了high CPU的问题。另外一种问题是CPU波动幅度大。虽然平均占用率不高,但是上下跳动频繁。在某一个短时间段里面,会有连续高CPU的情况出现。

  2、Handle Count

  该计数器记录了当前进程使用的kernel object handle数量。Kernel object是重要的系统资源。当程序进入稳定运行状态的时候,Handle Count数量也应该维持在一个稳定的区间。如果发现Handle Count在整个程序周期内总体趋势是连续向上,可以考虑程序是否有Handle Leak。

  3、ID Process

  该计数器记录了目标进程的进程ID。你可能觉得奇怪,ID有什么好观察的。进程ID是用来观察程序是否有重启发生。比如ASP.NET工作进程可能会自动回收。由于进程名都相同,只有通过进程ID来判断是否进程有重新启动现象。如果ID有变化,考虑程序是否发生崩溃或者Recycle。

  4、Private Bytes

  该计数器记录了当前通过VirtualAlloc API Commit的Memory数量。无论是直接调用API申请的内存,被Heap Manager申请的内存,或者是CLR 的managed heap,都算在里面。跟Handle Count一样,如果在整个程序周期内总体趋势是连续向上,说明有Memory Leak。

  5、Virtual Bytes

  该计数器记录了当前进程申请成功的用户态总内存地址,包括DLL/EXE占用的地址和通过VirtualAlloc API Reserve的Memory Space数量,所以该计数器应该总大于Private Bytes。一般来说,Virtual Bytes跟Private Bytes的变化大致一致。由于内存分片的存在, Virtual Bytes跟Private Byes一般保持一个相对稳定的比例关系。当Virtual Bytes跟Private Bytes的比例关系大于2的时候,程序往往有比较严重的内存地址分片。

  查看IIS支持最大的虚拟内存的方式如下:

  

二、Processor object

  1、Total Instance

  Processor object记录系统中芯片的负载情况。由于普通程序并不刻意邦定到某个具体CPU上执行,所以在多CPU机器上观察Total Instance也就足够了。

  2、% Processor Time 

  该计数器跟Process下的% Processor Time的意义一样,不过这里记录的是所有进程带来的芯片,而不是针对具体某一个进程。通过把这个计数器跟Process下的同名计数器一起比较,就能看出系统的高CPU问题是否是由于单一的某个进程导致的。

三、System

  System object记录系统中一个整体的统计信息。所以不区分Instance. 通过比较System object下的counter和其他counter的变化趋势,往往能看出一些线索

  1、Context Switch/sec

  Context Switch标示了系统中整体线程的调度,切换频率。线程切换是开销比较大的操作。频繁的线程切换导大量CPU周期被浪费。所以看到高CPU的时候,一定要跟Context Switch一起比较。如果两者有相同的变化趋势,高CPU往往是由于contention导致的,而不是死循环。

  2、Exception Dispatches/sec

  Exception Dispatches表示了系统中异常派发,处理的频繁程序。跟线程切换一样,异常处理也需要大量的CPU开销。分析方法跟Context Switch雷同。

  3、File Data Operations/sec

File Data Operations记录了当前系统中磁盘文件读写的频繁程度。通过观察该计数器跟其他性能指标的变化趋势,通常能够判断磁盘文件操作是否是性能瓶颈。类似的计数器还有Network Interface\Bytes total/sec

四、Memory

  Memory object记录了当前系统中整体内存的统计信息。

  1、Available Mbytes与Committed Bytes

  Available Mbytes记录了当前剩余的物理内存数量。Committed Bytes记录了所有进程commit的内存数量。结合两个计数器可以观察到:

  • 两者相加可以粗略估计系统总体可用内存多少,便于估计物理配置;
  • 当Available Mbytes少于100MB的时候,说明系统总体内存吃紧,会影响到整个系统所有进程的性能。应该考虑增加物理内存或者监察内存泄露;
  • 通过比较Process\Private Bytes跟Virtual Bytes,便于进一步确认是否有内存泄露,判断内存泄露是否是某一单个进程导致;

  2、Free System Page Table Entries,Pool Paged Bytes和Pool Paged Bytes

  这三个计数器可以衡量核心态空闲内存的数量。特别是当使用/3GB开关后,核心态内存地址被压缩,容易导致核心态内存不足,继而引发一些非常妖怪的问题。

  3、.NET CLR Memory

  .NET CLR Memory object记录了CLR进程中跟CLR相关的内存信息。该类别下的所有计数器都很有意思,而且意思也非常直接。建议用一个例子程序进行测试和研究。下面是两个最常用的计数器。

  4、Bytes in all heaps

  Bytes in all heaps记录了上次GC发生时候所统计到的,进程中不能被回收的所有CLR object占用的内存空间。该计数器不是实时的,每次GC发生的时候该计数器才更新。跟同一进程的Process\Private bytes比较,可以区分出managed heap和native memory的变化情况。对于memory leak,便于区分是managed heap的leak还是native memory的leak。

  5、%Time in GC

  %Time in GC记录了GC发生的频繁程度。一般来说15%以内算比较正常。当超过20%说明GC发生过于频繁。由于GC不仅仅带来很高的CPU开销,还需要挂起目标进程的CLR线程,所以高频率GC是非常危险的。通过跟CPU利用率和其他性能指标比较,往往能够看出GC对性能的影响。高频率的GC往往因为:

  • 负载过高;
  • 不合理的架构,对内存使用效率不高;
  • 内存泄露,内存分片导致内存压力;  //(执法遇到过)

  如果目标程序是ASP.NET,在ASP.NET开头的object中,下面这些计数器对于测量ASP.NET的性能非常有用。由于不少计数器存在于多个object类别中,下面只列出具体的计数器名字,而不去对应到具体的object:

  6、Application Restarts

  Application Restarts记录了ASP.NET Application Domain重启的次数。导致ASP.NET appDomain重启的原因往往是虚拟目录中被修改。比如修改了web.config文件,或者防毒程序对虚拟目录进行扫描。通过该计数器可以观察是否有异常的重启现象。

  7、Request Execution time

  Request Execution time记录了请求的执行时间,是衡量ASP.NET性能的最直接参数。通过该计数器的平均值来衡量性能是否合乎预期值。需要注意的地方是由于Windows并非实时系统,所以不能用峰值来衡量整体性能。比如当GC发生的时候,请求执行时间肯定都要超过GC的时间。所以平均值才是有效的标准。

  8、Request Current

  Request Current记录了当前正在处理的和等待处理的请求。最理想的情况是Request Current等于CPU的数量,这说明请求跟硬件资源能并发处理的能力恰好吻合,硬件投资正运行在最优状态。但是一般说来,当负荷比较大的时候,Request Current也随着增高。如果Request Current在一段时间内有超过10的情况,说明性能有问题。注意观察这个时候对应的CPU情况和其他的资源。如果CPU不高,很可能是程序中有blocking发生,比如等待数据库请求,导致请求无法及时完成。

  9、Request/second

  Request/second计数器记录了每秒钟到达ASP.NET的请求数。这是衡量ASP.NET负载的直接参数。注意观察Request/second是否超过程序的预期吞吐量。如果Request/Second有突发的波动,注意看是否有拒绝服务攻击。通过把Request/second,Request Current, Request Execution time和系统资源一起比较,往往能够看出来ASP.NET整体性能的变化和各个因素之间的影响。

  10、Request in Application Queue

  当ASP.NET没有空余的工作线程来处理新进入的请求的时候,新的请求会被放到Application Queue中。当Application Queue堆积的请求也超过设定数值的时候,ASP.NET直接返回503 Server too busy错误,同时丢弃该请求。所以正常情况下,Request in Application Queue应该总为0,否则说明已经有请求堆积,性能问题严重。

 

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