Depurar alto uso da CPU no .NET Core

Este artigo aplica-se a: ✔️ SDK do .NET Core 3.1 e versões posteriores

Neste tutorial, você aprenderá a depurar um cenário de uso excessivo da CPU. Usando o exemplo fornecido ASP.NET repositório de código-fonte do aplicativo Web Core, você pode causar um deadlock intencionalmente. O ponto de extremidade deixará de responder e experimentará acúmulo de threads. Você aprenderá como usar várias ferramentas para diagnosticar esse cenário com vários dados de diagnóstico.

Neste tutorial, vai:

Pré-requisitos

O tutorial usa:

• SDK do .NET Core 3.1 ou uma versão posterior.
• Exemplo de destino de depuração para disparar o cenário.
• dotnet-trace para listar processos e gerar um perfil.
• contadores dotnet para monitorar o uso da CPU.

Contadores de CPU

Antes de tentar coletar dados de diagnóstico, você precisa observar uma condição alta da CPU. Execute o aplicativo de exemplo usando o seguinte comando do diretório raiz do projeto.

dotnet run

Para localizar a ID do processo, use o seguinte comando:

dotnet-trace ps

Anote o ID do processo na saída do comando. Nosso ID de processo era 22884, mas o seu será diferente. Para verificar o uso atual da CPU, use o comando dotnet-counters tool:

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

O refresh-interval é o número de segundos entre os valores da CPU de sondagem do contador. O resultado deve ser semelhante ao seguinte:

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

Com o aplicativo Web em execução, imediatamente após a inicialização, a CPU não está sendo consumida e é relatada em 0%. Navegue até a api/diagscenario/highcpu rota com 60000 o parâmetro route:

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

Agora, execute novamente o comando dotnet-counters . Se estiver interessado em monitorar apenas o cpu-usage contador, adicione '--counters System.Runtime[cpu-usage]' ao comando anterior. Não temos certeza se a CPU está sendo consumida, então vamos monitorar a mesma lista de contadores como acima para verificar se os valores dos contadores estão dentro do intervalo esperado para a nossa aplicação.

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

Você deve ver um aumento no uso da CPU como mostrado abaixo (dependendo da máquina host, espere variar o uso da CPU):

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

Durante toda a duração da solicitação, o uso da CPU irá pairar em torno da porcentagem aumentada.

Neste ponto, você pode dizer com segurança que a CPU está funcionando mais alto do que o esperado. Identificar os efeitos de um problema é fundamental para encontrar a causa. Vamos usar o efeito do alto consumo de CPU, além de ferramentas de diagnóstico para encontrar a causa do problema.

Analise a alta CPU com o Profiler

Ao analisar um aplicativo com alto uso de CPU, você precisa de uma ferramenta de diagnóstico que possa fornecer informações sobre o que o código está fazendo. A escolha habitual é um profiler, e há diferentes opções de profiler para escolher. dotnet-trace pode ser usado em todos os sistemas operacionais, no entanto, suas limitações de viés de ponto seguro e pilhas de chamadas somente gerenciadas resultam em informações mais gerais em comparação com um profiler com reconhecimento de kernel como 'perf' para Linux ou ETW para Windows. Se sua investigação de desempenho envolver apenas código gerenciado, geralmente dotnet-trace será suficiente.

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

Analisando dados de alta CPU com o Visual Studio

Todos os arquivos *.nettrace podem ser analisados no Visual Studio. Para analisar um arquivo Linux *.nettrace no Visual Studio, transfira o arquivo *.nettrace, além dos outros documentos necessários, para uma máquina Windows e, em seguida, abra o arquivo *.nettrace no Visual Studio. Para obter mais informações, consulte Analisar dados de uso da CPU.

Consulte também

• dotnet-trace para listar processos
• contadores dotnet para verificar o uso de memória gerenciada
• dotnet-dump para coletar e analisar um arquivo de despejo
• dotnet/diagnóstico

Próximos passos