3.JVM监控及诊断工具-GUI篇

2024-03-27 17:43:46

3.JVM监控及诊断工具-GUI篇

3.1.工具概述

使用上一章命令行工具或组合能帮您获取目标Java应用性能相关的基础信息，但它们存在下列局限：

1.无法获取方法级别的分析数据，如方法间的调用关系、各方法的调用次数和调用时间等（这对定位应用性能瓶颈至关重要）。
2.要求用户登录到目标Java应用所在的宿主机上，使用起来不是很方便。
3.分析数据通过终端输出，结果展示不够直观。

为此，JKD提供了一些内存泄露的分析工具，如jconsole，jvisualvm等，用于辅助开发人员定位问题，但是这些工具很多时候并不足以满足快速定位的需求。所以这里我们介绍的工具相对多一些、丰富一些。

JDK自带的工具

jconsole：JDK自带的可视化监控工具。查看Java应用程序的运行概况、监控堆信息、永久区（或元空间）使用情况、类加载情况等
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。能够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的内存分析工具，是一个快速、功能丰富的Java heap分析工具，它可以帮助我们查找内存泄露和减少内存消耗
JProfiler：商业软件，需要付费。功能强大

3.2.JConsole

jconsole：从Java5开始，在JDK自带的Java监控和管理控制台。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。

官方地址：
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，使用Visual VM可用于显示虚拟机进程及进程的配置和环境信息（jps，jinfo），监视应用程序的CPU、GC、堆、方法区及线程的信息（jstat、jstack）等，甚至代替JConsole。在JDK6 Update 7以后，Visual VM便作为JDK的一部分发布（VisualVM在JDK/bin目录下）即：它完全免费

主要功能：

1.生成/读取堆内存/线程快照
2.查看JVM参数和系统属性
3.查看运行中的虚拟机进程
4.程序资源的实施监控
5.JMX代理连接、远程环境监控、CPU分析和内存分析

官方地址：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。可以用于查找内存泄露以及查看内存消耗情况。MAT是基于Eclipse开发的，不仅可以单独使用，还可以作为插件的形式嵌入在Eclipse中使用。是一款免费的性能分析工具，使用起来非常方便。

MAT可以分析heap dump文件。在进行内存分析时，只要获得了反映当前设备内存映像的hprof文件，通过MAT打开就可以直观地看到当前的内存信息。一般来说，这些内存信息包含：

所有的对象信息，包括对象实例、成员变量、存储于栈中的基本类型值和存储于堆中的其他对象的引用值。
所有的类信息，包括classloader、类名称、父类、静态变量等
GCRoot到所有的这些对象的引用路径
线程信息，包括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，它并不能处理所有类型的对存储文件。但是比较主流的厂家和格式。例如Sun，HP，SAP所采用的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。

最吸引人的还是能够快速为开发人员生成内存泄露报表，方便定位问题和分析问题。虽然MAT有如此强大的功能，但是内存分析也没有简单到一键完成的程度，很多内存问题还是需要我们从MAT展现给我们的信息当中通过经验和直觉来判断才能发现。

官方地址：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情况，这时候就需要使用测试工具查看了。在eclipse里面有Eclipse Memory Analyzer tool（MAT）插件可以测试，而在IDEA中也有这么一个插件，就是JProfiler。JProfiler是由ej-technologis公司开的一款Java应用性能诊断工具。功能强大，但是收费。

特点：

使用方便、界面操作友好（简单且强大）
对被分析的应用影响小（提供模板）
CPU，Thread，Memory分析功能尤其强大
支持对jdbc，nosql，jsp，servlet，socket等进行分析
支持多种模式（离线，在线）的分析
支持监控本地、远程的JVM
跨平台，拥有多种操作系统的安装版本

主要功能：

1-方法调用：对方法调用的分析可以帮助您了解应用程序正在做什么，并找到提高其性能的方法
2-内存分配：通过分析堆上对象、引用链和垃圾收集能帮您修复内存泄露问题，优化内存使用
3-线程和锁：JProfiler提供多种针对线程和锁的分析视图助您发现多线程问题
4-高级子系统：许多性能问题都发生在更高的语义级别上。例如，对于JDBC调用，您可能希望找出执行最慢的SQL语句。JProfiler支持对这些子系统进行集成分析

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

数据采集方式：

JProfiler数据采集方式分为两种：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，JProfiler把相关功能代码写入到需要分析的class的比优特code中，对正在运行的jvm有一定影响。