Где искать проблему в проде: сравнение профилирования с eBPF и BitDive

eBPF vs BitDive: Сравнение решений для системного и прикладного профилирования

Разбираем разницу между eBPF и BitDive: системное профилирование против глубокого анализа Java-приложений. Что выбрать для продакшена?

Зачем вообще нужен профайлинг в проде?

Производительность приложений — не абстракция. Это ошибки, таймауты, утекающие пользователи и ненужные расходы. Но чтобы понять, что именно тормозит, мало просто знать, что "CPU загружен". Нужна детализация: какой сервис, какой метод, какой запрос, какие параметры.

Здесь в игру вступают два подхода:

• eBPF — суперлегковесное ядро-ориентированное профилирование

• BitDive — Java-агент, встроенный в приложение, ориентированный на бизнес-логику

Хотя eBPF и BitDive работают на разных уровнях — системном и прикладном — они часто встречаются в одной проблемной зоне: когда нужно понять, почему в проде что-то тормозит.

И тут важно выбрать правильный инструмент: нужен ли тебе общий системный обзор (eBPF) или глубокое понимание, что происходит в коде (BitDive)?

Проблемы eBPF, о которых не говорят в брошюрах

eBPF внедряется на уровне ядра Linux и перехватывает системные вызовы, сокеты, файловые операции и сетевые события. Но он не видит, что именно делает приложение на уровне методов и бизнес-логики.

Требуется root-доступ

Чтобы запустить eBPF-агент, нужен доступ к ядру: root, либо CAP_BPF, CAP_PERFMON, CAP_SYS_ADMIN.

В облаках это означает — договариваться с DevOps/SRE, настраивать IAM, делать exec в node, раскатывать DaemonSet.

Разработчику самому запустить это невозможно в 99% случаев (только если это не стартап из 4-х человек).

Работает только на хосте

Если приложение распределено по нескольким VM или узлам, eBPF не видит за пределы текущего ядра.

Нужно ставить агентов на каждый хост и собирать данные в централизованное хранилище. Это сложно и требует инфраструктурной поддержки.

Непрозрачность кода

eBPF не видит структуру Java-приложений — он не знает названий методов, классов и пакетов, не видит параметры, ошибки, исключения и возвраты.

Он работает на уровне нативных вызовов (malloc, syscall, pthread_create) и оперирует только тем, что происходит внутри ядра и системных библиотек.

Теоретически существуют обходные подходы, позволяющие "вытянуть" часть этой информации. Но на практике это крайне нестабильно, сложно в поддержке, требует глубокого вмешательства в JVM и не масштабируется для продакшн-сред.

Во всех популярных реализациях (Pixie, Parca, Phlare и др.) eBPF остаётся полностью слепым к бизнес-логике Java-кода.

Пример flame graph, полученного с использованием eBPF, демонстрирующий, как отображаются стеки вызовов без контекста бизнес-логики.

Много шума

На продакшене работает 100+ контейнеров. eBPF видит их все: в одном контейнере может быть несколько процессов, а в каждом процессе — много логических слоёв.

Без фильтрации и группировки данные быстро превращаются в бесполезную свалку.

Сырые данные = мало аналитики

eBPF-профайлеры (Parca, Phlare, Elastic) не показывают ошибок, замедлений или связей между сервисами. Всё это приходится строить вручную на основе stack trace'ов.

Что с распределёнными системами?

eBPF имеет серьёзные ограничения в распределённых архитектурах:

• Он не видит trace или span — не может показать, что метод A был вызван в рамках запроса пользователя X.

• Он не передаёт данные между узлами — каждый агент живёт в изоляции.

• Он не связывает события в разные процессы или контейнеры, если они в разных cgroups / namespaces.

• Нет понимания "запроса как целого" — только фрагменты CPU-нагрузки.

В результате вы видите, что на узле 1 метод encrypt() потреблял CPU, но не видите, что это был шаг №3 в цепочке вызова от frontend до billing.

Что даёт BitDive

Уровень метода + контекст

BitDive встроен в JVM, знает структуру кода (Java, Spring, Kotlin) и показывает метод, класс, пакет, фреймворк, кто вызвал метод, в каком контексте, какие параметры переданы и какие downstream-запросы были вызваны (SQL, Redis, Kafka).

Ошибки, исключения, аномалии

BitDive автоматически помечает медленные методы (например, >1 сек), ошибки и исключения, а также фиксирует спайки и отклонения от нормы по времени исполнения.

Нужен только доступ к коду

BitDive внедряется как зависимость Maven/Gradle. Разработчику достаточно добавить агент в pom.xml, указать конфигурацию и запустить приложение. Всё — профилирование работает.

Никакого root-доступа, никакой настройки ядра.

BitDive и распределённые вызовы

BitDive отслеживает, как пользовательский запрос проходит через все слои — от фронтенда до глубин бекенда, связывая вызовы между сервисами, модулями и API.

Пример карты сервисов в BitDive: видны связи между компонентами, очередь Kafka, ошибки в одном из сервисов (faculty), а также задержки на каждом участке. Такие визуализации позволяют быстро локализовать, где именно происходит деградация в распределённой системе.

В отличие от классического distributed tracing, который ограничен верхнеуровневыми span’ами, BitDive показывает, что происходит внутри: методы, параметры, исключения, downstream-интеграции.

Это позволяет строить детальные карты вызовов на уровне кода, группировать данные по HTTP-запросам и видеть, где именно внутри цепочки возникает задержка — вплоть до конкретного метода.

В результате вы получаете не просто трассировку между сервисами, а глубокий кодовый профилинг в контексте запроса.

Фрагмент вызова в BitDive с ошибкой внутри метода save. Видно, какие аргументы передавались, какая именно ошибка произошла (ошибка поиска объекта Teacher с id 2754), и на каком слое это случилось. Такой уровень детализации помогает понять причину проблем — а не просто увидеть, что что-то пошло не так.

BitDive дополняет классический tracing, показывая то, что обычно остаётся за кадром — что реально происходит внутри методов, а не только между ними.

Полное сравнение: eBPF vs BitDive

Вставить демо видео где-то https://youtu.be/Mu0EWB1LVzI?si=DpVi77EsaRAtx3L5

Когда использовать BitDive?

• У вас Java-приложение (монолит или микросервисы)

• Вы хотите знать, какой метод тормозит, почему и с какими параметрами

• Вам важны ошибки, SQL-запросы, ретраи и реальные причины лагов

• У вас нет root-доступа к продакшену

• Вы хотите дать профилировщик в руки разработчику, а не только DevOps

• Вы работаете с распределёнными вызовами и хотите понимать бизнес-цепочку, а не просто потребление CPU

Вывод

eBPF — мощный инструмент системного уровня. Он незаменим для профилирования Go, C++ и анализа ядра.

Но он не даёт контекста, если вы Java-команда, и вам нужно:

• Понять, что именно тормозит в коде

• Разобраться, где ошибка и почему

• Отслеживать распределённые вызовы на уровне методов

• Работать без root-доступа в облаке

BitDive — это инструмент уровня приложения (Application Profiling / Continuous Profiling).

eBPF — это механизм системного уровня (System Observability).

Они не конкуренты по реализации, но альтернативные подходы к решению одной и той же задачи: «Что тормозит прод?».

BitDive — это профилировщик, говорящий на языке Java-разработчика.

И там, где заканчивается eBPF, он только начинается.

eBPF vs BitDive: What to Use to Find Out What Slows Down Production