.NET Core での CPU 使用率の高いデバッグ

この記事の対象: ✔️ .NET Core 3.1 SDK 以降のバージョン

このチュートリアルでは、過剰な CPU 使用率シナリオをデバッグする方法について説明します。 ASP.NET Core Web アプリの提供された例のソースコードリポジトリを使用すると、意図的にデッドロックを発生させることができます。 エンドポイントは応答を停止し、スレッドの蓄積が発生します。 さまざまなツールを使用して、いくつかの主要な診断データを使用してこのシナリオを診断する方法について説明します。

このチュートリアルの内容:

[前提条件]

このチュートリアルでは、次の内容を使用します。

• .NET Core 3.1 SDK 以降のバージョン。
• シナリオをトリガーするサンプル デバッグ ターゲット。
• dotnet-trace を使用してプロセスを一覧表示し、プロファイルを生成します。
• dotnet-counters を使用して CPU 使用率を監視します。

CPU カウンター

このチュートリアルを試す前に、最新バージョンの dotnet-counters をインストールしてください。

dotnet tool install --global dotnet-counters

アプリで .NET 9 より古いバージョンの .NET を実行している場合、dotnet-counters の出力 UI は若干異なって表示されます。詳細については 、dotnet-counters を参照してください。

診断データの収集を試みる前に、CPU の状態が高い状態を観察する必要があります。 プロジェクト のルート ディレクトリから次のコマンドを使用して 、サンプル アプリケーション を実行します。

dotnet run

現在の CPU 使用率を確認するには、 dotnet-counters ツール コマンドを使用します。

dotnet-counters monitor -n DiagnosticScenarios --showDeltas

出力は次のようになります。

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

Name                                                            Current Value      Last Delta
[System.Runtime]
    dotnet.assembly.count ({assembly})                               111               0
    dotnet.gc.collections ({collection})
        gc.heap.generation
        ------------------
        gen0                                                           8               0
        gen1                                                           1               0
        gen2                                                           0               0
    dotnet.gc.heap.total_allocated (By)                        4,042,656          24,512
    dotnet.gc.last_collection.heap.fragmentation.size (By)
        gc.heap.generation
        ------------------
        gen0                                                     801,728               0
        gen1                                                       6,048               0
        gen2                                                           0               0
        loh                                                            0               0
        poh                                                            0               0
    dotnet.gc.last_collection.heap.size (By)
        gc.heap.generation
        ------------------
        gen0                                                     811,512               0
        gen1                                                     562,024               0
        gen2                                                   1,095,056               0
        loh                                                       98,384               0
        poh                                                       24,528               0
    dotnet.gc.last_collection.memory.committed_size (By)       5,623,808               0
    dotnet.gc.pause.time (s)                                           0.019           0
    dotnet.jit.compilation.time (s)                                    0.582           0
    dotnet.jit.compiled_il.size (By)                             138,895               0
    dotnet.jit.compiled_methods ({method})                         1,470               0
    dotnet.monitor.lock_contentions ({contention})                     4               0
    dotnet.process.cpu.count ({cpu})                                  22               0
    dotnet.process.cpu.time (s)
        cpu.mode
        --------
        system                                                         0.109           0
        user                                                           0.453           0
    dotnet.process.memory.working_set (By)                    65,515,520               0
    dotnet.thread_pool.queue.length ({work_item})                      0               0
    dotnet.thread_pool.thread.count ({thread})                         0               0
    dotnet.thread_pool.work_item.count ({work_item})                   6               0
    dotnet.timer.count ({timer})                                       0               0

Last Deltaのdotnet.process.cpu.time値に焦点を当てて、CPU がアクティブになっている更新期間内 (現在は既定値の 1 秒に設定) の秒数が示されます。 Web アプリを実行して起動直後には、CPU はまったく使用されず、これらの差分は両方とも 0 です。 api/diagscenario/highcpuをルート パラメーターとして使用して、60000 ルートに移動します。

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

次に、 dotnet-counters コマンドを 再実行します。

dotnet-counters monitor -n DiagnosticScenarios --showDeltas

次に示すように、CPU 使用率の増加が表示されます (ホスト コンピューターによっては、さまざまな CPU 使用率が予想されます)。

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

Name                                                            Current Value      Last Delta
[System.Runtime]
    dotnet.assembly.count ({assembly})                               111               0
    dotnet.gc.collections ({collection})
        gc.heap.generation
        ------------------
        gen0                                                           8               0
        gen1                                                           1               0
        gen2                                                           0               0
    dotnet.gc.heap.total_allocated (By)                        4,042,656          24,512
    dotnet.gc.last_collection.heap.fragmentation.size (By)
        gc.heap.generation
        ------------------
        gen0                                                     801,728               0
        gen1                                                       6,048               0
        gen2                                                           0               0
        loh                                                            0               0
        poh                                                            0               0
    dotnet.gc.last_collection.heap.size (By)
        gc.heap.generation
        ------------------
        gen0                                                     811,512               0
        gen1                                                     562,024               0
        gen2                                                   1,095,056               0
        loh                                                       98,384               0
        poh                                                       24,528               0
    dotnet.gc.last_collection.memory.committed_size (By)       5,623,808               0
    dotnet.gc.pause.time (s)                                           0.019           0
    dotnet.jit.compilation.time (s)                                    0.582           0
    dotnet.jit.compiled_il.size (By)                             138,895               0
    dotnet.jit.compiled_methods ({method})                         1,470               0
    dotnet.monitor.lock_contentions ({contention})                     4               0
    dotnet.process.cpu.count ({cpu})                                  22               0
    dotnet.process.cpu.time (s)
        cpu.mode
        --------
        system                                                         0.344           0.013
        user                                                          14.203           0.963
    dotnet.process.memory.working_set (By)                    65,515,520               0
    dotnet.thread_pool.queue.length ({work_item})                      0               0
    dotnet.thread_pool.thread.count ({thread})                         0               0
    dotnet.thread_pool.work_item.count ({work_item})                   6               0
    dotnet.timer.count ({timer})                                       0               0

要求の期間中、CPU 使用率は増加した値の周りにホバーします。

この時点で、CPU が予想以上に高く実行されていることを安全に言うことができます。 問題の影響を特定することは、原因を見つける上で重要です。 診断ツールに加えて、高い CPU 消費量の影響を使用して、問題の原因を見つけます。

Profiler を使用して高 CPU を分析する

CPU 使用率が高いアプリを分析する場合は、プロファイラーを使用してコードの動作を理解します。 dotnet-trace collect は、すべてのオペレーティング システムで機能しますが、セーフポイント バイアスとマネージドのみの呼び出し履歴では、WINDOWS 用の ETW や Linux 用の perf などのカーネル対応プロファイラーよりも一般的な情報に制限されます。 オペレーティング システムと .NET のバージョンによっては、改善されたプロファイリング機能が利用できる場合があります。詳細なガイダンスについては、プラットフォーム固有のタブを参照してください。

sudo dotnet-trace collect-linux

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

Visual Studio を使用した高 CPU データの分析

すべての *.nettrace ファイルは、Visual Studio で分析できます。 Visual Studio で Linux の *.nettrace ファイルを分析するには、他の必要なドキュメントに加えて 、*.nettrace ファイルを Windows コンピューターに転送し、Visual Studio で *.nettrace ファイルを開きます。 詳細については、「 CPU 使用率データの分析」を参照してください。

こちらも参照ください

• dotnet-trace を 使用してプロセスを一覧表示する
• マネージド メモリの使用状況を確認するための dotnet-counters
• dotnet-dump を使用してダンプ ファイルを収集および分析する
• dotnet/diagnostics

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