Java Profiling

Java 애플리케이션의 높은 CPU 사용량 진단

Java 애플리케이션은 성능과 확장성 덕분에 널리 사용되지만, 때때로 명백한 활동 없이 과도한 CPU 시간을 소비하는 등의 예기치 않은 동작을 보일 수 있습니다. 공급업체의 Java API를 호출하고 Java 가상 머신(JVM)이 높은 CPU 사용 상태에 갇혀 있는 것을 발견하면 짜증이 날 수 있으며 진단하기 어려울 수 있습니다. 이 글에서는 Java 애플리케이션이 “스핀 대기(spin-wait)” 상태에 있는 것처럼 보일 때 무엇을 하고 있는지 확인하기 위한 효과적인 기술을 살펴보겠습니다.

문제: CPU 활용 이해하기

당신의 경우에서 공급업체의 Java API에서 특정 메서드를 호출할 때 높은 CPU 사용량 문제에 직면할 수 있습니다. 이럴 때 애플리케이션은 분명한 할당 작업 없이 바쁘게 보이며 환경에 따라 다를 수 있어 복잡성이 증가합니다.

실제 예:

  • 특정 서버에서 API에 로그인한 후 CPU 사용량이 100%로 급증하고 유용한 작업을 수행하지 않고 지속적으로 폴링합니다.
  • 문제에도 불구하고 비슷한 구성을 가진 일부 서버는 이러한 동작을 재현하지 않습니다.

해결책: 프로파일링 및 모니터링 기술

이 문제를 효과적으로 해결하기 위해 JConsole 및 VisualVM과 같은 내장 Java 도구를 사용할 수 있습니다. 이 도구들은 실행 중인 Java 애플리케이션을 모니터링하고 프로파일링할 수 있게 하여 CPU 활용 문제를 이해하는 데 도움을 줍니다.

1. JConsole 사용하기

JConsole은 Java 개발 키트(JDK)에 포함된 사용하기 쉬운 모니터링 도구입니다. Java 애플리케이션에 연결하여 성능에 대한 통찰력을 제공합니다.

  • 설정:

    • Java 5 이상을 실행하고 있는지 확인합니다.
    • 명령 줄에서 jconsole을 입력하여 JConsole을 실행합니다.

  • 살펴볼 사항:

    • 연결된 후 모든 실행 중인 스레드를 볼 수 있으며 어떤 스레드가 가장 많은 자원을 소비하는지 이해할 수 있습니다.
    • “대기(WAIT)” 상태의 스레드에 주의를 기울이고, 갇히거나 과도하게 루프하는 스레드가 있는지 확인합니다.

이 방법을 통해 사용자들이 공급업체의 API JAR가 데이터베이스와 잘못 구성되어 있어 불필요한 추적 및 모니터링 기능을 유발함으로써 높은 CPU 활용을 초래한 사실을 진단하는 데 성공했습니다.

2. 스레드 덤프를 위한 JStack 사용하기

JConsole 외에도 jstack을 사용하여 애플리케이션의 활성 스레드에 대한 스레드 덤프를 얻을 수 있습니다. 이는 특정 순간에 각 스레드가 무엇을 하고 있는지에 대한 자세한 정보를 제공합니다.

  • 사용 방법:

    • jstack <PID>를 실행합니다. 여기서 <PID>는 Java 애플리케이션의 프로세스 ID입니다.

  • 이점:

    • 각 스레드에서 현재 실행되고 있는 메서드를 확인할 수 있어 높은 CPU 사용량을 유발하는 스레드를 쉽게 찾을 수 있습니다.

3. VisualVM: 보다 포괄적인 분석 도구

보다 심층적인 분석을 위해 Java 6 업데이트 7부터 포함된 VisualVM을 활용할 수 있습니다.

  • 접근 방법:

    • 명령 줄에서 jvisualvm을 실행하여 시작합니다.

  • 기능:

    • VisualVM은 메모리 사용, CPU 프로파일링에 대한 통찰력을 제공하며, 애플리케이션의 성능 지표를 시간에 따라 모니터링할 수 있도록 합니다.
    • 실행 중인 애플리케이션에 연결하고 다양한 스레드, 메모리 누수 및 기타 성능 병목 현상을 탐색할 수 있습니다.

4. 대안 프로파일러 탐색하기

JConsole과 VisualVM이 강력한 도구이지만, 더 폭넓은 통찰을 위해 다른 프로파일러를 실험해 볼 수도 있습니다:

  • JProfiler: JProfiler는 유료 도구지만 성능 분석을 자주 다룬다면 투자할 가치가 있는 강력한 프로파일링 기능을 제공합니다.
  • 오픈 소스 옵션: 기능을 비교하고 필수 성능 통찰을 제공할 수 있는 다양한 오픈 소스 프로파일러가 있습니다.

결론: 조치 취하기

이러한 점검을 수행한 후 높은 CPU 활용 문제를 해결하기 위한 정보에 기반한 결정을 내릴 수 있습니다. 예제에서 API JAR를 변경함으로써 잘못된 구성 문제를 해결하고 성능이 크게 향상되었습니다.

Java 애플리케이션을 효과적으로 모니터링하는 방법을 아는 것은 문제를 신속하게 진단하고 성능을 최적화하며 궁극적으로 최종 사용자에게 더 매끄러운 경험을 제공하는 데 도움이 됩니다.

도구를 항상 최신 버전으로 유지하고 지속적으로 새로운 성능 모니터링 기술을 탐구하여 잠재적인 문제에 대비하시기 바랍니다.

더 많은 정보를 원하시면 JConsole 및 VisualVM 문서를 참조하세요.