深入理解Java虚拟机 - 第四章

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晓晓Sama 7月 18, 2018

第四章 虚拟机性能监控与故障处理工具

概述

给一个系统定位问题时,知识、经验是关键基础,数据是依据,工具是运用知识处理数据的手段。

JDK命令行工具

jps: 虚拟机进程状况工具

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  • 功能:可以列出正在运行的虚拟机进程,并线上虚拟机执行的主类名称及其本地虚拟机唯一ID(LVMID);
  • 对于本地虚拟机来说,LVMID和操作系统的进程ID是一致的;
  • 其他的工具通常都需要依赖jps获取LVMID;
  • 主要选项:-q(只输出LVMID)、-m(输出传给main函数的参数)、-l(输出主类的全名)、-v(输出虚拟机启动JVM参数);

    jstat:虚拟机统计信息监视工具

    tools_jstat_opt.png
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  • 功能:监视虚拟机各种运行状态信息,包括类装载、内存、垃圾收集、JIT等;
  • 纯文本监控首选;

    jinfo:Java配置信息工具

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  • 功能:实时地查看虚拟机各项参数。虽然jps -v可以查看虚拟机启动参数,但是无法查看一些系统默认的参数。
  • 支持运行期修改参数的能力,格式为“jinfo -flag name=value pid”;

    jmap:Java内存映像工具

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  • 功能:用于生成堆转储快照(一般称为heapdump或dump文件);
  • 其他可生成heapdump的方式:使用参数-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError;使用参数-XX:+HeapDumpOnCtrlBreak然后使用Ctrl+Break生成;Linux系统使用kill -3生成;
  • 另外它还可以查询finalize执行队列、Java堆和永久代的详细信息;

    jhat:虚拟机堆转储快照分析工具

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  • 功能:用于分析jmap生成的heapdump。其内置了一个微型的HTTP服务器,可以在浏览器查看分析结果;
  • 实际很少用jhat,主要有两个原因:一是分析工程会耗用服务器资源;功能相对BisualVM、IBM HeapAnalyzer较为简陋;

    jstack:Java堆栈跟踪工具

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  • 功能:用于生成虚拟机当前时刻的线程快照(一般称为threaddump或javacore文件)。javacore主要目的是定位线程出现长时间停顿的原因,比如死锁、死循环、请求外部资源响应长等;
  • 另外JDK 1.5后Thread类新增了getAllStackTraces()方法,可以基于此自己增加管理页面来分析;

    HSDIS:JIT生成代码反编译

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  • 现代虚拟机的实现慢慢地和虚拟机规范产生差距,如果要分析程序如果执行,最常见的就是通过软件调试工具(GDB、Windbg等)断点调试,但是对于Java来说,很多执行代码是通过JIT动态生成到CodeBuffer中的;
  • 功能:HSDIS是官方推荐的HotSpot虚拟机JIT编译代码的反汇编工具,它包含在HotSpot虚拟机的源码中但没有提供编译后的程序,可以自己下载放到JDK的相关目录里;

    JDK的可视化工具

    JConsole:Java监视与管理控制台

  • 是一种基于JMX的可视化监控和管理工具,它管理部分的功能是针对MBean进行管理,由于MBean可以使用代码、中间件服务器或者所有符合JMX规范的软件进行访问,因此这里着重介绍JConsole的监控功能;
  • 通过jconsole命令启动JConsole后,会自动搜索本机所有虚拟机进程。另外还支持远程进程的监控;
  • 进入主界面,支持查看以下标签页:概述、内存、线程、类、VM摘要和MBean;

    4.3.2 VisualVM:多合一故障处理工具

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  • 目前为止JDK发布的功能最强调的运行监控和故障处理程序,另外还支持性能分析;
  • VisualVM还有一个很大的优点:不需要被监视的程序基于特殊Agent运行,对应用程序的实际性能影响很小,可直接应用在生成环境中;
  • VisualVM基于NetBeans平台开发,具备插件扩展功能的特性,基于插件可以做到:显示虚拟机进程以及进程配置、环境信息(jps、jinfo)、监视应用程序的CPU、GC、堆、方法区以及线程的信息(jstat、jstack)、dump以及分析堆转储快照(jmap、jhat)、方法级的程序运行性能分析,找出被调用最多运行时间最长的方法、离线程序快照(收集运行时配置、线程dump、内存dump等信息建立快照)、其他plugins的无限可能。
  • 使用jvisualvm首次启动时需要在线自动安装插件(也可手工安装);
  • 特色功能:生成浏览堆转储快照(摘要、类、实例标签页、OQL控制台)、分析程序性能(Profiler页签可以录制一段时间程序每个方法执行次数和耗时)、BTrace动态日志跟踪(不停止目标程序运行的前提下通过HotSwap技术动态加入调试代码);