第6讲-虚拟机性能监控与故障处理工具之可视化工具ppt课件

1、第6讲-虚拟机性能监控与缺点处置工具之可视化工具软件工程系 潘正军主要内容大纲JConsole：Java监视与管理控制台VisualVM：多合一缺点处置工具本节内容引入JDK中除了提供大量的命令行工具外，还有两个功能强大的可视化工具：JConsole和VisualVM，这两个工具是JDK的正式成员，没有被贴上“unsupported and experimental的标签。其中JConsole是在JDK 1.5时期就曾经提供的虚拟机监控工具，而VisualVM在JDK 1.6 Update7中才初次发布，如今曾经成为SunOracle主力推进的多合一缺点处置工具 ，并且曾经从JDK中分别出来成

2、为可以独立开展的开源工程。为了防止本节的讲解成为对软件阐明文档的简单翻译，预备了一些代码样例，都是特意编写的“反面教材。后面将会运用这两款工具去监控、分析这几段代码存在的问题，算是本节简单的实战分析。读者可以把在可视化工具察看到的数据、景象，与前面两章中讲解的实际知识相互印证。一、JConsole：Java监视与管理控制台JConsoleJava Monitoring and Management Console是一种基于JMX的可视化监视、管理工具。它管理部分的功能是针对JMX MBean进展管理，由于MBean可以运用代码、中间件效力器的管理控制台或者一切符合JMX规范的软件进展访问，所以

3、本节将会着重引见JConsole监视部分的功能。1.JConsole：启动JConsole 1.启动JConsole 经过JDK/bin目录下的“jconsole.exe启动JConsole后，将自动搜索出本机运转的一切虚拟机进程，不需求用户本人再运用jps来查询了，如下图。双击选择其中一个进程即可开场监控，也可以运用下面的“远程进程功能来衔接远程效力器，对远程虚拟机进展监控。1.JConsole：启动JConsole从前面的图可以看出，笔者的机器如今运转了Eclipse和JConsole。双击它进入JConsole主界面，可以看到主界面里共包括“概述、“内存、“线程、“类、“VM摘要、“MB

4、ean6个页签，如以下图所示。2.JConsole：内存监控内存监控“内存页签相当于可视化的jstat命令，用于监视受搜集器管理的虚拟机内存Java堆和永久代的变化趋势。我们经过运转代码清单4-8中的代码来体验一下它的监视功能。运转时设置的虚拟机参数为：-Xms100m -Xmx100m -XX：+UseSerialGC，这段代码的作用是以64KB/50毫秒的速度往Java堆中填充数据，一共填充1000次，运用JConsole的“内存页签进展监视，察看曲线和柱状指示图的变化。3.JConsole：案例演示源码3.JConsole：案例演示源码3.JConsole：案例运转可视化结果3.JCon

5、sole：案例运转控制台结果3.JConsole：案例运转结果分析 程序运转后，在“内存页签中可以看到内存池Eden区的运转趋势呈现折线状，如上图所示。而监视范围扩展至整个堆后，会发现曲线是一条向上增长的平滑曲线。并且从柱状图可以看出，在1000次循环执行终了，运转了System.gc后，虽然整个新生代Eden和Survivor区都根本被清空了，但是代表老年代的柱状图依然坚持峰值形状，阐明被填充进堆中的数据在System.gc方法执行之后依然存活。笔者的分析到此为止，现提两个小问题供读者思索一下，答案稍后给出。1虚拟机启动参数只限制了Java堆为100MB，没有指定-Xmn参数，能否从监控图中

6、估计出新生代有多大？2为何执行了System.gc之后，上图可视化结果中代表老年代的柱状图依然显示峰值形状，代码需求如何调整才干让System.gc回收掉填充到堆中的对象？3.JConsole：案例问题答案问题1答案：上图可视化结果显示Eden空间为27328KB，由于没有设置-XX：SurvivorRadio参数，所以Eden与Survivor空间比例为默许值8:1，整个新生代空间大约为27328KB125%=34160KB。问题2答案：执行完System.gc之后，空间未能回收是由于 ListOOMObjectlist对象依然存活，fillHeap方法依然没有退出，因此list对象在Sys

7、tem.gc执行时依然处于作用域之内 。 假设把System.gc挪动到fillHeap方法外调用就可以回收掉全部内存。4.JConsole：线程监控 假设上面的“内存页签相当于可视化的jstat命令的话，“线程页签的功能相当于可视化的jstack命令，遇到线程停顿时可以运用这个页签进展监控分析。前面讲解jstack命令的时候提到过线程长时间停顿的主要缘由主要有：等待外部资源数据库衔接、网络资源、设备资源等、死循环、锁等待活锁和死锁。经过下面的代码清单分别演示一下这几种情况。4.JConsole：线程监控案例演示源码4.JConsole：线程监控案例演示源码4.JConsole：线程监控案例演

8、示源码4.JConsole：线程监控案例-main线程结果程序运转后，首先在“线程页签中选择main线程，如图4-7所示。堆栈追踪显示BufferedReader在readBytes方法中等待System.in的键盘输入，这时线程为Runnable形状，Runnable形状的线程会被分配运转时间，但readBytes方法检查到流没有更新时会立刻归还执行令牌，这种等待只耗费很小的CPU资源。4.JConsole：线程监控案例-testBusyThread线程结果接着监控testBusyThread线程，如以下图所示testBusyThread线程不断在执行空循环，从堆栈追踪中看到不断在Monit

9、oringTest.java代码的23行停留，23行为：whiletrue。这时候线程为Runnable形状，而且没有归还线程执行令牌的动作，会在空循环上用尽全部执行时间直到线程切换，这种等待会耗费较多的CPU资源。4.JConsole：线程监控案例-testLockThread线程结果 以下图显示testLockThread线程在等待着lock对象的notify或notifyAll方法的出现，线程这时候处于WAITING形状，在被唤醒前不会被分配执行时间。5.JConsole：线程监控案例-死锁演示 testLockThread线程正在处于正常的活锁等待，只需lock对象的notify或no

10、tifyAll方法被调用，这个线程便能激活以继续执行。下面代码清单演示了一个无法再被激活的死锁等待。5.JConsole：线程监控案例-死锁演示 testLockThread线程正在处于正常的活锁等待，只需lock对象的notify或notifyAll方法被调用，这个线程便能激活以继续执行。下面代码清单演示了一个无法再被激活的死锁等待。5.JConsole：线程监控案例-死锁演示5.JConsole：线程监控案例-死锁案例分析这段代码开了200个线程去分别计算1+2以及2+1的值，其实for循环是可省略的，两个线程也能够会导致死锁，不过那样概率太小，需求尝试运转很多次才干看到效果。普通的话，带

11、for循环的版本最多运转23次就会遇到线程死锁，程序无法终了。呵斥死锁的缘由是Integer.valueOf方法基于减少对象创建次数和节省内存的思索，-128，127之间的数字会被缓存 ，当valueOf方法传入参数在这个范围之内，将直接前往缓存中的对象。也就是说，代码中调用了200次Integer.valueOf方法一共就只前往了两个不同的对象。假设在某个线程的两个synchronized块之间发生了一次线程切换，那就会出现线程A等着被线程B持有的Integer.valueOf1，线程B又等着被线程A持有的Integer.valueOf2，结果出现大家都跑不下去的情景。出现线程死锁之后，点击

12、JConsole线程面板的“检测到死锁按钮，将出现一个新的“死锁页签，如下图。5.JConsole：线程监控案例-死锁运转结果5.JConsole：线程监控案例-死锁结果分析 运转结果图中很明晰地显示了线程Thread-199在等待一个被线程Thread-149持有Integer对象，而点击线程Thread-149那么显示它也在等待一个Integer对象，被线程Thread-89持有，这样两个线程就相互卡住，都不存在等到锁释放的希望了。二、VisualVM：多合一缺点处置工具VisualVMAll-in-One Java Troubleshooting Tool是到目前为止随JDK发布的功能最

13、强大的运转监视和缺点处置程序，并且可以预见在未来一段时间内都是官方主力开展的虚拟机缺点处置工具。官方在VisualVM的软件阐明中写上了“All-in-One的描画字样，预示着它除了运转监视、缺点处置外，还提供了很多其他方面的功能。如性能分析Profiling，VisualVM的性能分析功能甚至比起JProfiler、YourKit等专业且收费的Profiling工具都不会逊色多少，而且VisualVM的还有一个很大的优点：不需求被监视的程序基于特殊Agent运转，因此它对运用程序的实践性能的影响很小，使得它可以直接运用在消费环境中。这个优点是JProfiler、YourKit等工具无法与之媲

14、美的。1.VisualVM：VisualVM启动1.翻开cmd 运转jvisualvm2.或者找到jdk的bin目录，直接翻开jvisualvm2.VisualVM：VisualVM兼容范围与插件安装2.VisualVM：VisualVM兼容范围与插件安装2.VisualVM：VisualVM插件安装运用VisualVM的自动安装功能曾经可以找到大多数所需的插件，在有网络衔接的环境下，点击“工具“插件菜单，弹出如下图的插件页签，在页签的“可用插件中列举了当前版本VisualVM可以运用的插件，选中插件后在右边窗口将显示这个插件的根本信息，如开发者、版本、功能描画等。2.VisualVM：Vis

15、ualVM插件安装安装完插件，选择一个需求监视的程序就进入程序的主界面了，如以下图所示。根据读者选择安装插件数量的不同，看到的页签能够和以下图中的有所不同。visualVM主界面例如图如下：3.VisualVM运用：生成、阅读堆转储快照VisualVM中“概述、“监视、“线程、“MBeans的功能与前面引见的JConsole差别不大，读者根据上文内容类比运用即可，下面挑选几个特征功能、插件进展引见。在VisualVM中生成dump文件有两种方式，可以执行以下任一操作：1.在“运用程序窗口中右键单击运用程序节点，然后选择“堆Dump。2.在“运用程序窗口中双击运用程序节点以翻开运用程序标签，然后

16、在“监视标签中单击“堆Dump。3.VisualVM运用：VisualVM堆Dump生成方式一3.VisualVM运用：VisualVM堆Dump生成方式二3.VisualVM运用：VisualVM堆Dump阅读3.VisualVM运用：VisualVM堆Dump阅读从堆页签中的“摘要面板可以看到运用程序dump时的运转时参数、System.getProperties的内容、线程堆栈等信息，“类面板那么是以类为统计口径统计类的实例数量、容量信息，“实例面板不能直接运用，由于不能确定用户想查看哪个类的实例，所以需求经过“类面板进入，在“类中选择一个关怀的类后双击鼠标，即可在“实例里面看见此类中5

17、00个实例的详细属性信息。“OQL控制台面板中就是运转OQL查询语句的，同jhat中引见的OQL功能一样。假设需求了解详细OQL语法和运用，可参见本书附录D的内容。4.VisualVM：分析程序性能在Profiler页签中，VisualVM提供了程序运转期间方法级的CPU执行时间分析以及内存分析，做Profiling分析一定会对程序运转性能有比较大的影响，所以普通不在消费环境中运用这项功能。要开场分析，先选择“CPU和“内存按钮中的一个，然后切换到运用程序中对程序进展操作，VisualVM会记录到这段时间中运用程序执行过的方法。假设是CPU分析，将会统计每个方法的执行次数、执行耗时；假设是内存

18、分析，那么会统计每个方法关联的对象数以及这些对象所占的空间。分析终了后，点击“停顿按钮终了监控过程，如下图。4.VisualVM：分析程序性能留意在JDK 1.5之后，在Client方式下的虚拟机参与并且自动开启了类共享这是一个在多虚拟机进程中共享rt.jar中类数据以提高加载速度和节省内存的优化，而根据相关Bug报告的反映，VisualVM的Profiler功能能够会由于类共享而导致被监视的运用程序解体，所以读者进展Profiling前，最好在被监视程序中运用-Xshare：off参数来封锁类共享优化。图中是对ThreadDeadLockTest 一段操作的录制和分析结果，读者分析本人的运用

19、程序时，可以根据实践业务的复杂程度与方法的时间、调用次数做比较，找到最有优化价值的方法。5.VisualVM：BTrace动态日志跟踪BTrace 是一个很“有趣的VisualVM插件，本身也是可以独立运转的程序。它的作用是在不停顿目的程序运转的前提下，经过HotSpot虚拟机的HotSwap技术 4 动态参与本来并不存在的调试代码。这项功能对实践消费中的程序很有意义：经常遇到程序出现问题，但排查错误的一些必要信息，譬如方法参数、前往值等，在开发时并没有打印到日志之中，以致于不得不停掉效力，经过调试增量来参与日志代码以处理问题。当遇到消费环境效力无法随意停顿时，缺一两句日志导致排错进展不下去是一件非常郁