文章目录[隐藏]

https://gitee.com/vectorx/NOT…

https://codechina.csdn.net/qq…

https://github.com/uxiahnan/N…

[toc]

3. JVM监控及诊断工具-GUI篇

3.1. 工具概述

应用上一章命令行工具或组合能帮您获取指标Java利用性能相干的根底信息，但它们存在下列局限：

1．无奈获取办法级别的剖析数据，如办法间的调用关系、各办法的调用次数和调用工夫等（这对定位利用性能瓶颈至关重要）。
2．要求用户登录到指标 Java 利用所在的宿主机上，应用起来不是很不便。
3．剖析数据通过终端输入，后果展现不够直观。

为此，JDK提供了一些内存透露的剖析工具，如jconsole，jvisualvm等，用于辅助开发人员定位问题，然而这些工具很多时候并不足以满足疾速定位的需要。所以这里咱们介绍的工具绝对多一些、丰盛一些。

JDK自带的工具

jconsole：JDK自带的可视化监控工具。查看Java应用程序的运行详情、监控堆信息、永恒区（或元空间）应用状况、类加载状况等
Visual VM：Visual VM是一个工具，它提供了一个可视界面，用于查看Java虚拟机上运行的基于Java技术的应用程序的详细信息。
JMC：Java Mission Control，内置Java Flight Recorder。可能以极低的性能开销收集Java虚拟机的性能数据。

第三方工具

MAT：MAT（Memory Analyzer Tool）是基于Eclipse的内存剖析工具，是一个疾速、功能丰富的Java heap剖析工具，它能够帮忙咱们查找内存透露和缩小内存耗费
JProfiler：商业软件，须要付费。功能强大。

3.2. JConsole

jconsole：从Java5开始，在JDK中自带的java监控和治理控制台。用于对JVM中内存、线程和类等的监控，是一个基于JMX（java management extensions）的GUI性能监控工具。

官网地址：https://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/management/jconsole.html

3.3. Visual VM

Visual VM是一个功能强大的多合一故障诊断和性能监控的可视化工具。它集成了多个JDK命令行工具，应用Visual VM可用于显示虚拟机过程及过程的配置和环境信息（jps，jinfo），监督应用程序的CPU、GC、堆、办法区及线程的信息（jstat、jstack）等，甚至代替JConsole。在JDK 6 Update 7当前，Visual VM便作为JDK的一部分公布（VisualVM 在JDK／bin目录下）即：它完全免费。

次要性能：

1.生成/读取堆内存/线程快照
2.查看JVM参数和零碎属性
3.查看运行中的虚拟机过程
4.程序资源的实时监控
5.JMX代理连贯、近程环境监控、CPU剖析和内存剖析

官网地址：https://visualvm.github.io/index.html

3.4. Eclipse MAT

MAT（Memory Analyzer Tool）工具是一款功能强大的Java堆内存分析器。能够用于查找内存透露以及查看内存耗费状况。MAT是基于Eclipse开发的，不仅能够独自应用，还能够作为插件的模式嵌入在Eclipse中应用。是一款收费的性能剖析工具，应用起来十分不便。

MAT能够剖析heap dump文件。在进行内存剖析时，只有取得了反映以后设施内存映像的hprof文件，通过MAT关上就能够直观地看到以后的内存信息。一般说来，这些内存信息蕴含：

所有的对象信息，包含对象实例、成员变量、存储于栈中的根本类型值和存储于堆中的其余对象的援用值。
所有的类信息，包含classloader、类名称、父类、动态变量等
GCRoot到所有的这些对象的援用门路
线程信息，包含线程的调用栈及此线程的线程局部变量（TLS）

MAT 不是一个万能工具，它并不能解决所有类型的堆存储文件。然而比拟支流的厂家和格局，例如Sun，HP，SAP 所采纳的 HPROF 二进制堆存储文件，以及 IBM的 PHD 堆存储文件等都能被很好的解析。

最吸引人的还是可能疾速为开发人员生成内存透露报表，不便定位问题和剖析问题。尽管MAT有如此弱小的性能，然而内存剖析也没有简略到一键实现的水平，很多内存问题还是须要咱们从MAT展示给咱们的信息当中通过教训和直觉来判断能力发现。

官网地址： https://www.eclipse.org/mat/downloads.php

3.5. JProfiler

在运行Java的时候有时候想测试运行时占用内存状况，这时候就须要应用测试工具查看了。在eclipse外面有 Eclipse Memory Analyzer tool（MAT）插件能够测试，而在IDEA中也有这么一个插件，就是JProfiler。JProfiler 是由 ej-technologies 公司开发的一款 Java 利用性能诊断工具。功能强大，然而免费。

特点：

使用方便、界面操作敌对（简略且弱小）
对被剖析的利用影响小（提供模板）
CPU，Thread，Memory剖析性能尤其弱小
反对对jdbc，noSql，jsp，servlet，socket等进行剖析
反对多种模式（离线，在线）的剖析
反对监控本地、近程的JVM
跨平台，领有多种操作系统的装置版本

次要性能：

1-办法调用：对办法调用的剖析能够帮忙您理解应用程序正在做什么，并找到进步其性能的办法
2-内存调配：通过剖析堆上对象、援用链和垃圾收集能帮您修复内存泄露问题，优化内存应用
3-线程和锁：JProfiler提供多种针对线程和锁的剖析视图助您发现多线程问题
4-高级子系统：许多性能问题都产生在更高的语义级别上。例如，对于JDBC调用，您可能心愿找出执行最慢的SQL语句。JProfiler反对对这些子系统进行集成剖析

官网地址：https://www.ej-technologies.com/products/jprofiler/overview.html

数据采集形式：

JProfier数据采集形式分为两种：Sampling（样本采集）和Instrumentation（重构模式）

Instrumentation：这是JProfiler全功能模式。在class加载之前，JProfier把相干性能代码写入到须要剖析的class的bytecode中，对正在运行的jvm有肯定影响。

长处：功能强大。在此设置中，调用堆栈信息是精确的。
毛病：若要剖析的class较多，则对利用的性能影响较大，CPU开销可能很高（取决于Filter的管制）。因而应用此模式个别配合Filter应用，只对特定的类或包进行剖析

Sampling：相似于样本统计，每隔肯定工夫（5ms）将每个线程栈中办法栈中的信息统计进去。

长处：对CPU的开销非常低，对利用影响小（即便你不配置任何Filter）
毛病：一些数据／个性不能提供（例如：办法的调用次数、执行工夫）

注：JProfiler自身没有指出数据的采集类型，这里的采集类型是针对办法调用的采集类型。因为JProfiler的绝大多数外围性能都依赖办法调用采集的数据，所以能够间接认为是JProfiler的数据采集类型。

遥感监测 Telemetries

内存视图 Live Memory

Live memory 内存分析：class／class instance的相干信息。例如对象的个数，大小，对象创立的办法执行栈，对象创立的热点。

所有对象 All Objects：显示所有加载的类的列表和在堆上调配的实例数。只有Java 1.5（JVMTI）才会显示此视图。
记录对象 Record Objects：查看特定时间段对象的调配，并记录调配的调用堆栈。
调配拜访树 Allocation Call Tree：显示一棵申请树或者办法、类、包或对已抉择类有带正文的调配信息的J2EE组件。
调配热点 Allocation Hot Spots：显示一个列表，包含办法、类、包或调配已选类的J2EE组件。你能够标注以后值并且显示差别值。对于每个热点都能够显示它的跟踪记录树。
类追踪器 Class Tracker：类跟踪视图能够蕴含任意数量的图表，显示选定的类和包的实例与工夫。

堆遍历 heap walker

cpu视图 cpu views

JProfiler 提供不同的办法来记录拜访树以优化性能和细节。线程或者线程组以及线程情况能够被所有的视图抉择。所有的视图都能够汇集到办法、类、包或J2EE组件等不同层上。

拜访树 Call Tree：显示一个积攒的自顶向下的树，树中蕴含所有在JVM中已记录的拜访队列。JDBC，JMS和JNDI服务申请都被正文在申请树中。申请树能够依据Servlet和JSP对URL的不同须要进行拆分。
热点 Hot Spots：显示耗费工夫最多的办法的列表。对每个热点都可能显示回溯树。该热点能够依照办法申请，JDBC，JMS和JNDI服务申请以及依照URL申请来进行计算。
拜访图 Call Graph：显示一个从已选办法、类、包或J2EE组件开始的拜访队列的图。
办法统计 Method Statistis：显示一段时间内记录的办法的调用工夫细节。

线程视图 threads

JProfiler通过对线程历史的监控判断其运行状态，并监控是否有线程阻塞产生，还能将一个线程所治理的办法以树状模式出现。对线程分析。

线程历史 Thread History：显示一个与线程流动和线程状态在一起的流动时间表。
线程监控 Thread Monitor：显示一个列表，包含所有的流动线程以及它们目前的流动情况。
线程转储 Thread Dumps：显示所有线程的堆栈跟踪。

线程剖析次要关怀三个方面：

1．web容器的线程最大数。比方：Tomcat的线程容量应该略大于最大并发数。
2．线程阻塞
3．线程死锁

监控和锁 Monitors ＆Locks

所有线程持有锁的状况以及锁的信息。察看JVM的外部线程并查看状态：

死锁探测图表 Current Locking Graph：显示JVM中的以后死锁图表。
目前应用的监测器 Current Monitors：显示目前应用的监测器并且包含它们的关联线程。
锁定历史图表 Locking History Graph：显示记录在JVM中的锁定历史。
历史检测记录 Monitor History：显示重大的期待事件和阻塞事件的历史记录。
监控器应用统计 Monitor Usage Statistics：显示分组监测，线程和监测类的统计监测数据

3.6. Arthas

上述工具都必须在服务端我的项目过程中配置相干的监控参数，而后工具通过近程连贯到我的项目过程，获取相干的数据。这样就会带来一些不便，比方线上环境的网络是隔离来源gao.dai.ma.com搞@代*码网的，本地的监控工具基本连不上线上环境。并且相似于Jprofiler这样的商业工具，是须要付费的。

那么有没有一款工具不须要近程连贯，也不须要配置监控参数，同时也提供了丰盛的性能监控数据呢？

阿里巴巴开源的性能剖析神器Arthas应运而生。

Arthas是Alibaba开源的Java诊断工具，深受开发者青睐。在线排查问题，无需重启；动静跟踪Java代码；实时监控JVM状态。Arthas 反对JDK 6＋，反对Linux／Mac／Windows，采纳命令行交互模式，同时提供丰盛的 Tab 主动补全性能，进一步不便进行问题的定位和诊断。当你遇到以下相似问题而大刀阔斧时，Arthas能够帮忙你解决：

这个类从哪个 jar 包加载的？为什么会报各种类相干的 Exception？
我改的代码为什么没有执行到？难道是我没 commit？分支搞错了？
遇到问题无奈在线上 debug，难道只能通过加日志再从新公布吗？
线上遇到某个用户的数据处理有问题，但线上同样无奈 debug，线下无奈重现！
是否有一个全局视角来查看零碎的运行状况？
有什么方法能够监控到JVM的实时运行状态？
怎么疾速定位利用的热点，生成火焰图？

官网地址：https://arthas.aliyun.com/doc/quick-start.html

装置形式：如果速度较慢，能够尝试国内的码云Gitee下载。

<code class="shell">wget https://io/arthas/arthas-boot.jar
wget https://arthas/gitee/io/arthas-boot.jar

Arthas只是一个java程序，所以能够间接用java -jar运行。

除了在命令行查看外，Arthas目前还反对 Web Console。在胜利启动连贯过程之后就曾经主动启动,能够间接拜访 http://127.0.0.1:8563/ 拜访，页面上的操作模式和控制台齐全一样。

根底指令

<code class="shell">quit/exit 退出以后 Arthas客户端，其余 Arthas喜户端不受影响
stop/shutdown 敞开 Arthas服务端，所有 Arthas客户端全副退出
help 查看命令帮忙信息
cat 打印文件内容，和linux里的cat命令相似
echo 打印参数，和linux里的echo命令相似
grep 匹配查找，和linux里的gep命令相似
tee 复制标隹输出到规范输入和指定的文件，和linux里的tee命令相似
pwd 返回以后的工作目录，和linux命令相似
cs 清空以后屏幕区域
session 查看以后会话的信息
reset 重置加强类，将被 Arthas加强过的类全副还原, Arthas服务端敞开时会重置所有加强过的类
version 输入以后指标Java过程所加载的 Arthas版本号
history 打印命令历史
keymap Arthas快捷键列表及自定义快捷键

jvm相干

<code class="shell">dashboard 以后零碎的实时数据面板
thread 查看以后JVM的线程堆栈信息
jvm 查看以后JVM的信息
sysprop 查看和批改JVM的零碎属性
sysem 查看JVM的环境变量
vmoption 查看和批改JVM里诊断相干的option
perfcounter 查看以后JVM的 Perf Counter信息
logger 查看和批改logger
getstatic 查看类的动态属性
ognl 执行ognl表达式
mbean 查看 Mbean的信息
heapdump dump java heap，相似jmap命令的 heap dump性能

class/classloader相干

<code class="shell">sc 查看JVM已加载的类信息
    -d 输入以后类的详细信息，包含这个类所加载的原始文件起源、类的申明、加载的Classloader等详细信息。如果一个类被多个Classloader所加载，则会呈现屡次
    -E 开启正则表达式匹配，默认为通配符匹配
    -f 输入以后类的成员变量信息（须要配合参数-d一起应用）
    -X 指定输入动态变量时属性的遍历深度，默认为0，即间接应用toString输入
sm 查看已加载类的办法信息
    -d 展现每个办法的详细信息
    -E 开启正则表达式匹配,默认为通配符匹配
jad 反编译指定已加载类的源码
mc 内存编译器，内存编译.java文件为.class文件
retransform 加载内部的.class文件, retransform到JVM里
redefine 加载内部的.class文件，redefine到JVM里
dump dump已加载类的byte code到特定目录
classloader 查看classloader的继承树，urts，类加载信息，应用classloader去getResource
    -t 查看classloader的继承树
    -l 按类加载实例查看统计信息
    -c 用classloader对应的hashcode来查看对应的 Jar urls

monitor/watch/trace相干

monitor 办法执行监控，调用次数、执行工夫、失败率
    -c 统计周期，默认值为120秒
watch 办法执行观测，能察看到的范畴为：返回值、抛出异样、入参，通过编写groovy表达式进行对应变量的查看
    -b 在办法调用之前察看(默认敞开)
    -e 在办法异样之后察看(默认敞开)
    -s 在办法返回之后察看(默认敞开)
    -f 在办法完结之后(失常返回和异样返回)察看(默认开启)
    -x 指定输岀后果的属性遍历深度,默认为0
trace 办法外部调用门路,并输入办法门路上的每个节点上耗时
    -n 执行次数限度
stack 输入以后办法被调用的调用门路
tt 办法执行数据的时空隧道,记录下指定办法每次调用的入参和返回信息,并能对这些不同的工夫下调用进行观测

其余

<code class="shell">jobs 列出所有job
kill 强制终止工作
fg 将暂停的工作拉到前台执行
bg 将暂停的工作放到后盾执行
grep 搜寻满足条件的后果
plaintext 将命令的后果去除ANSI色彩
wc 按行统计输入后果
options 查看或设置Arthas全局开关
profiler 应用async-profiler对利用采样，生成火焰图

3.7. Java Misssion Control

在Oracle收买Sun之前，Oracle的JRockit虚拟机提供了一款叫做 JRockit Mission Control 的虚拟机诊断工具。

在Oracle收买sun之后，Oracle公司同时领有了Hotspot和 JRockit 两款虚拟机。依据Oracle对于Java的策略，在今后的倒退中，会将JRokit的优良个性移植到Hotspot上。其中一个重要的改良就是在Sun的JDK中退出了JRockit的反对。

在Oracle JDK 7u40之后，Mission Control这款工具己经绑定在Oracle JDK中公布。

自Java11开始，本节介绍的JFR己经开源。但在之前的Java版本，JFR属于Commercial Feature通过Java虚拟机参数-XX:+UnlockCommercialFeatures 开启。

Java Mission Control（简称JMC) ， Java官网提供的性能强劲的工具，是一个用于对 Java应用程序进行治理、监督、概要剖析和故障排除的工具套件。它蕴含一个GUI客户端以及泛滥用来收集Java虚拟机性能数据的插件如 JMX Console（可能拜访用来寄存虚拟机齐个于零碎运行数据的MXBeans）以及虚拟机内置的高效 profiling 工具 Java Flight Recorder（JFR）。

JMC的另一个长处就是：采纳取样，而不是传统的代码植入技术，对利用性能的影响十分十分小，齐全能够开着JMC来做压测（惟一影响可能是 full gc 多了）。

官网地址：https://github.com/JDKMissionControl/jmc

Java Flight Recorder

Java Flight Recorder是JMC的其中一个组件，可能以极低的性能开销收集Java虚拟机的性能数据。与其余工具相比，JFR的性能开销很小，在默认配置下均匀低于1%。JFR可能间接拜访虚拟机内的敌据并且不会影响虚拟机的优化。因而它十分实用于生产环境下满负荷运行的Java程序。

Java Flight Recorder 和 JDK Mission Control独特创立了一个残缺的工具链。JDK Mission Control 可对 Java Flight Recorder 间断收集低水平和具体的运行时信息进行高效、具体的剖析。

当启用时 JFR将记录运行过程中产生的一系列事件。其中包含Java层面的事件如线程事件、锁事件，以及Java虚拟机外部的事件，如新建对象，垃圾回收和即时编译事件。依照产生机会以及持续时间来划分，JFR的事件共有四种类型，它们别离为以下四种：

刹时事件（Instant Event) ，用户关怀的是它们产生与否，例如异样、线程启动事件。
继续事件(Duration Event) ，用户关怀的是它们的持续时间，例如垃圾回收事件。
计时事件(Timed Event) ，是时长超出指定阈值的继续事件。
取样事件（Sample Event)，是周期性取样的事件。

取样事件的其中一个常见例子便是办法抽样（Method Sampling），即每隔一段时问统计各个线程的栈轨迹。如果在这些抽样获得的栈轨迹中存在一个重复呈现的办法，那么咱们能够揣测该办法是热点办法

3.8. 其余工具

Flame Graphs（火焰图）

在谋求极致性能的场景下，理解你的程序运行过程中cpu在干什么很重要，火焰图就是一种十分直观的展现CPU在程序整个生命周期过程中工夫调配的工具。火焰图对于古代的程序员不应该生疏，这个工具能够十分直观的显示出调用找中的CPU耗费瓶颈。

网上的对于Java火焰图的解说大部分来自于Brenden Gregg的博客 http://new.brendangregg.com/flamegraphs.html

火焰图，简略通过x轴横条宽度来度量工夫指标，y轴代表线程栈的档次。

Tprofiler

案例：应用JDK本身提供的工具进行JVM调优能够将下 TPS 由2.5晋升到20（晋升了7倍），并精确定位系统瓶颈。

零碎瓶颈有：利用里释态对象不是太多、有大量的业务线程在频繁创立一些生命周期很长的长期对象，代码里有问题。

那么，如何在海量业务代码里边精确定位这些性能代码？这里应用阿里开源工具 Tprofiler 来定位这些性能代码，胜利解决掉了GC 过于频繁的性能瓶预，并最终在上次优化的根底上将 TPS 再晋升了4倍，即晋升到100。

Tprofiler配置部署、近程操作、日志阅谈都不太简单，操作还是很简略的。然而其却是可能起到切中时弊、空谷传声的成果，帮咱们解决了GC过于频繁的性能瓶预。
Tprofiler最重要的个性就是可能统汁出你指定时间段内 JVM 的 top method 这些 top method 极有可能就是造成你 JVM 性能瓶颈的首恶。这是其余大多数 JVM 调优工具所不具备的，包含 JRockit Mission Control。JRokit 首席开发者 Marcus Hirt 在其私人博客《 Lom Overhead Method Profiling cith Java Mission Control》下的评论中曾明确指出 JRMC 井不反对 TOP 办法的统计。

官网地址：http://github.com/alibaba/Tprofiler

Btrace

常见的动静追踪工具有BTrace、HouseHD（该我的项目己经进行开发）、Greys-Anatomy（国人开发集体开发者）、Byteman（JBoss出品），留神Java运行时追踪工具井不限干这几种，然而这几个是绝对比拟罕用的。

BTrace是SUN Kenai 云计算开发平台下的一个开源我的项目，旨在为java提供安全可靠的动静跟踪剖析工具。先看一卜日Trace的官网定义：

大略意思是一个 Java 平台的平安的动静追踪工具，能够用来动静地追踪一个运行的 Java 程序。BTrace动静调整指标应用程序的类以注入跟踪代码（“字节码跟踪“）。

YourKit

JProbe

Spring Insight

搞代码网（gaodaima.com）提供的所有资源部分来自互联网，如果有侵犯您的版权或其他权益，请说明详细缘由并提供版权或权益证明然后发送到邮箱[email protected]‍，我们会在看到邮件的第一时间内为您处理，或直接联系QQ：872152909。本网站采用BY-NC-SA协议进行授权
转载请注明原文链接：关于java:JVM下篇性能监控与调优篇03JVM监控及诊断工具GUI篇