Shulou(Shulou.com)06/02 Report--

JVM performance monitoring tool is what, many novices are not very clear about this, in order to help you solve this problem, the following small series will explain in detail for everyone, there are people who need this to learn, I hope you can gain something.

We know that a lot of tuning operations have been done during JVM compilation and loader, and even runtime, but those are general and simple optimizations made by JVM for Java programs. Due to the complexity of the running environment and the complexity of business logic, many JVMs cannot optimize the program at runtime. This requires us to pay attention when writing code, so that our programs can perform optimally in specific business scenarios.

To perform performance tuning, we first need to find out where the performance bottleneck of the program is. To know where the performance bottleneck is, we need to use certain tools to deal with it.

Under the Windows operating system, when our system runs slowly, 80% of people first look at the Task Manager, because it allows us to quickly read that the program takes up more resources (such as CPU, memory, disk IO, etc.), or that the process cannot respond to the entire operating system giant card, we can easily view and manage our applications through the Task Manager, as shown below:

Open the corresponding resource monitor, as shown in the following figure:

above is

Windows comes with some monitoring tools, of course, we know that windows-oriented monitoring tools abound, I will not say more here.

And most of our servers are running under Linux, such as our current server is using CentOS5.5 operating system (Linux 2.6 kernel), then what tools can be used under Linux?

One of the most frequently used commands under Linux is top, as shown below

For us, of course.

Java developers, this is not enough, we need more detailed information. Linux toolset SysStat (download address: http://sebastien.godard.pagesperso-orange.fr/download.html) provides us with a series of instruction sets, we will mention in the search below, but in fact JDK has provided us with a lot of good Java performance monitoring tools, let's take a look at JDK for us to provide what performance Detection Tools.

Jps (JVM Process Status Tools)

Jps is named with reference to Unix system naming rules, and its function is similar to ps function, you can list the running hungry virtual machine process and display the virtual machine execution of the main class and the unique ID of these processes (LVMID, corresponding to the same as PID), his usage is as follows:

Jps [option] [hostid]

Where hosted defaults to native, and option options include the following options

Option

Function

-q

Output only LVMID

-m

Outputs methods passed to the main class at JVM startup

-l

Output the full name of the main class, if it is Jar output jar path

-v

Output JVM startup parameters

二、

jstat（JVM Statistics Monitoring Tools）

Jstat主要用于监控虚拟机的各种运行状态信息，如类的装载、内存、垃圾回收、JIT编译器等，在没有GUI的服务器上，这款工具是首选的一款监控工具。其用法如下：

jstat [option vmid [interval [s|ms] [vount] ] ]

参数interval和count分别表示查询间隔和查询次数，如每1毫秒查询一次进程20445的垃圾回收情况，监控20次，命令如下所示：

jstat -gc 20445 1 20

…

还有很多参数信息，我们可以看到除了我们显式指定的参数信息以外，JVM的默认参数一览无余。同时，从JDK1.6以后，jinfo加入了运行时修改参数信息的能力，可以使用-flag [+|-]name 或者-flag name=value来修改一部分运行期可以写入的虚拟机参数。更多信息可参考官方文档。

四、jmap（JVM Memory Map for Java）

Jmap用于生成堆快照（heapdump）。当然我们有很多方法可以取到对应的dump信息，如我们通过JVM启动时加入启动参数 -XX:HeapDumpOnOutOfMemoryError参数，可以让JVM在出现内存溢出错误的时候自动生成dump文件，亦可以通过-XX:HeapDumpOnCtrlBreak参数，在运行时使用ctrl+break按键生成dump文件，当然我们也可以使用kill -3 pid的方式去恐吓JVM生成dump文件。Jmap的作用不仅仅是为了获取dump文件，还可以用于查询finalize执行队列、Java堆和永久带的详细信息，如空间使用率、垃圾回收器等。其运行格式如下：

Jmap [option] vmip

Option的信息如下表所示

Option

Function

-dump

生成对应的dump信息，用法为-dump:[live,]format=b,file={fileName}

-finalizerinfo

显示在F-Queue中等待的Finalizer方法的对象（只在linux下生效）

-heap

显示堆的详细信息、垃圾回收器信息、参数配置、分代详情等

-histo

显示堆栈中的对象的统计信息，包含类、实例数量和合计容量

-permstat

以ClassLoder为统计口径显示永久带的内存状态

-F

当虚拟机对-dump无响应时可使用这个选项强制生成dump快照

示例：jmap -dump:format=b,file=yhj.dump 20445

五、

jhat（JVM Heap Analysis Tool）

Jhat是用来分析dump文件的一个微型的HTTP/HTML服务器，它能将生成的dump文件生成在线的HTML文件，让我们可以通过浏览器进行查阅，然而实际中我们很少使用这个工具，因为一般服务器上设置的堆、栈内存都比较大，生成的dump也比较大，直接用jhat容易造成内存溢出，而是我们大部分会将对应的文件拷贝下来，通过其他可视化的工具进行分析。启用法如下：

Jhat {dump_file}

执行命令后，我们看到系统开始读取这段dump信息，当系统提示Server is ready的时候，用户可以通过在浏览器键入http://ip地址:7000进行查询。

我们可以看到刚才生成的dump文件有多大

//……..

我们可以看到，很详细的类信息都被抓了出来

从JDK1.5以后，java.lang.Thread类增加了一个getAllStackTraces()方法用于获取虚拟机中的StackTraceElement对象，使用这段代码我们可以通过很简单的代码获取对应JVM的信息，下面是一个简单的示例：

package com.yhj.monitor;import java.util.Map;import java.util.Set;/** * @Described：线程监控器 * @author YHJ create at 2012-3-26 下午05:20:18 * @FileNmae com.yhj.monitor.Threadmonitor.java */public class Threadmonitor { public static void main(String[] args) { Map map = Thread.getAllStackTraces(); Set set = map.keySet(); for(Thread thread : set){ System.out.println("检测到线程["+thread.getId()+":"+thread.getName()+"],线程详细信息："); for(StackTraceElement trace:map.get(thread)){ System.out.println(trace); } } }}

一次运行结果如下：

这款工具既可以实现本地监控，亦可以实现远程监控

.

启动后界面如图所示：

在线程tab，我们可以追踪对应线程的变化情况

package com.yhj.monitor;/** * @Described：死锁演示 * @author YHJ create at 2012-3-26 下午05:46:36 * @FileNmae com.yhj.monitor.Deadlock.java */public class Deadlock implements Runnable{ private int a; private int b; public Deadlock(int a, int b) { super(); this.a = a; this.b = b; } @Override public void run() { synchronized (Integer.valueOf(a)) { synchronized (Integer.valueOf(b)) { System.out.println("a+b="+(a+b)); } } } public static void main(String[] args) { for(int i = 0; i < 1000; ++i){ new Thread(new Deadlock(1, 2)).start(); new Thread(new Deadlock(2, 1)).start(); } }}

这段代码执行一段时间你会发现他不动了，如下图所示：

我们使用Jconsole的线程tab，下面有一个检测死锁的按钮，点击一下

Jconsole很清楚的告诉我们发生了死锁，如上图所示。并且明确的告诉我们死锁线程每个线程都在干什么？什么资源导致了死锁的发生，很精确。

很多人还在迷惑，上段代码怎么可能发生死锁的？每个线程独享一个a和一个b，互不相干，怎么可能发生死锁呢？

其实发生死锁的原因是我们调用了Integer.valueOf()方法，这个方法是基于减少创建对象次数和节省内存设计的，出于这个的考虑，在[-128~127]之间的数字会被缓存掉，也就是我们循环中传输了那么多的1和2其实就返回的2个，当某个对象持有1，而另外一个对象持有2的时候，第一个等待2的释放，而第二个等待1的释放，因此就发生了死锁。其实这个程序的循环也是不需要的，2个线程就可能引发死锁，但是程序执行太快，概率太小，加一个1000次的循环就是为了增大这种概率。

二、VisualVM

VisualVM被成为是more in one的工具集，它可以实现以下功能点：

1、 显示虚拟机的进程以及进程的配置信息和环境信息(jps、jinfo)

2、 监视应用程序的CPU、内存、堆、方法区和线程信息(jstat、jstack)

3、 Dump以及分析dump的功能(jmap、jhat)

4、 离线程序快照：离线dump分析

5、 方法运行性能分析，找出调用最多，运行最长的方法块

6、 Plugings动态扩展功能

VisualVM因为是基于netBean开发，因此天生就具有plug大量扩展的能力，我们可以通过他的插件页面轻松安装所需要的插件!

启用VisualVM工具会很醒目的告诉我们检测到一个死锁，而不需要我们在Jconsole下手动启用检测。如下图所示：

在VisualVM中有一个开源的，强大的插件，叫做BTrace。这是一个很有意思的插件，假设这么一种场景，某天你的程序突然出现了某个差错，但是有没有写日志，怎么办呢？BTrace就可以通过简单的代码注入，在你不重启服务器的情况下动态加入相关的日志语句。相关示例请参见官方DEMO：https://hg.kenai.com/hg/btrace~hg/file/d31d25ebd48b/samples。

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