CPU热点一般来说指的是Java代码占用过多CPU，导致应用性能下降，影响用户体验，甚至导致业务不可用。那么如何去分析呢？一个思路是周期性地打印所线程的栈，分析占用CPU最多的Java方法。

比如说现在有一个线程在占用CPU，我们可以对线程的调用栈做一个采样。如下图，我们看到是a调了b。过一会儿之后，再次采样，看到是a调b调c。再过一会儿，继续采样，可以看到一样的栈，a调b调c。继续采样，当我们采样的次数足够多的时候，我们就可以以这些样本为基础，计算每个方法的CPU占比。

这里需要说明的是，对于每一个调用栈，只有栈顶的方法才是在CPU上执行的方法，而调用方是不在CPU之上的。举个例子，对于第一个样本来说，我们可以看到是a调用b所以b是占用CPU的方法，而a不是。由此我们可以看到，在所有的六个样本里面，一共有三个c方法在调用栈的最顶部，所以说方法c的CPU占比是百分之五十。方法b出现了两次，所以它的CPU占比十六分之二，约等于百分之三十三。同样的方法a在六次里面只有一次在栈顶，所以方法a是六分之一，约为百分之十七。

我们拿到这些每个方法的CPU占比数据之后，我们就可以得出方法c是在CPU上执行时间最多的方法。当我们做Java应用性能优化的时候，只需要对方法c进行重点优化，就可以取得不错的效果。

我们可以通过以下几类工具拿到每个java线程的调用栈：

第一类是基础命令行工具，比如jstack、jcmd、kill-3等等。这类工具只能在安全点进行采样，结果可能存在偏差。安全点就是当虚拟机需要对所有的线程进行栈的遍历的时候，需要把所有的业务线程全部暂停。如果是这样的话，就有可能会导致在安全点去采样得到的调用栈可能是不准确的，这个问题一般在极端情况下才会出现，大多数情况下还是可以用的。第二个问题是对于这类命令行工具，它输出的是文本，阅读效率会比较低。如果java进程里面的线程比较多，文本就会很长，很难分析。

第二类是图形化工具，比如java Mission Control、 Visual VM等等。这类工具可以自动周期性的抓取所有现场的调用栈。并且支持以图形可视化的方式来方便阅读。但是这类工具也同样存在安全点的问题。而且如果JAVA进程中的线程比较多，爬取所有线程的调用栈是一个开销比较大的事情。

第三类是JMX编程接口。这类接口一般需要自己写代码去调用JMX接口，可以自己做一些设计和实现，可以对你想做的事情做一些定制，但是同样的这类工具也存在安全点问题。

最后一类是高级剖析工具，比如Java Flight Recorder，async-profiler等等。这类工具没有安全的问题,结果是很准确的。这类工具通常是在问题发生的时候由人工去采样，如果问题发生在深夜，没有人值守，可能会错过现场，这可能是这类工具最大的缺点了。

下面我们讲一下内存申请热点的剖析。内存申请热点指java代码创建对象的内存分配压力比较大，引起频繁GC暂停应用性能下降，影响用户体验，甚至导致业务不可用。

如何去分析呢？我们首先可以通过Heap Dump来确认是否存在内存泄露。如果存在内存泄露，那么针对性的优化就可以。如果不是内存泄露，那就是java进程的内存分配压力很大。这个时候如果做GC的调优，可能可以解决部分问题，比如把串行GC改成并行GC。本质上我们需要找出内存分配的热点，并进行优化，降低内存分配的压力。可用的工具有：

第一类是图形化工具，比如Visual VM，这类工具会自动修改进程内已经加载的类的字节码，插入用于统计的字节码。因为存在字节码的改写，所以有可能会引起编译退优化，导致应用性能更加下降。同时因为插入了统计代码，所以它的开销也会比较大。

第二类是高级剖析工具，比如Java Flight Recorder、async-profiler等等。这类工具不需要修改已经加载的类的字节码，所以不会引起特优化，而且开销也会更低一些。

以上就是我们为大家整理的性能测试中的CPU和内存申请热点剖析工具和方法，欢迎评论区交流讨论。