Java性能調優：利用VisualVM進行性能分析

JVisualVM 簡介

VisualVM 是Netbeans的profile子項目，已在JDK6.0 update 7 中自帶，能夠監控線程，內存情況，查看方法的CPU時間和內存中的對 象，已被GC的對象，反向查看分配的堆棧(如100個String對象分別由哪幾個對象分配出來的)。在JDK_HOME/bin(默認是C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_13\bin)目錄下面，有一個jvisualvm.exe文件，雙擊打開，從UI上來看，這個軟件是基於NetBeans開發的了。

VisualVM 提供了一個可視界面，用於查看 Java 虛擬機 (Java Virtual Machine, JVM) 上運行的基於 Java 技術的應用程序的詳細信息。VisualVM 對 Java Development Kit (JDK) 工具所檢索的 JVM 軟件相關數據進行組織，並通過一種使您可以快速查看有關多個 Java 應用程序的數據的方式提供該信息。您可以查看本地應用程序或遠程主機上運行的應用程序的相關數據。此外，還可以捕獲有關 JVM 軟件實例的數據，並將該數據保存到本地系統，以供后期查看或與其他用戶共享。

雙擊啟動 jvisualvm.exe，啟動起來后和jconsole 一樣同樣可以選擇本地和遠程，如果需要監控遠程同樣需要配置相關參數。

主界面如下；

 

VisualVM可以根據需要安裝不同的插件，每個插件的關注點都不同，有的主要監控GC，有的主要監控內存，有的監控線程等。

 

如何安裝：

1、從主菜單中選擇“工具”>“插件”。
2、在“可用插件”標簽中，選中該插件的“安裝”復選框。單擊“安裝”。
3、逐步完成插件安裝程序。

我這里以 Eclipse(pid 22296)為例，雙擊后直接展開，主界面展示了系統和jvm兩大塊內容，點擊右下方jvm參數和系統屬性可以參考詳細的參數信息.

 

因為VisualVM的插件太多，我這里主要介紹三個我主要使用幾個：監控、線程、Visual GC

監控的主頁其實也就是，cpu、內存、類、線程的圖表

 

線程和jconsole功能沒有太大的區別

 

Visual GC 是常常使用的一個功能，可以明顯的看到年輕代、老年代的內存變化，以及gc頻率、gc的時間等。

 

以上的功能其實jconsole幾乎也有，VisualVM更全面更直觀一些，另外VisualVM非常多的其它功能，可以分析dump的內存快照，

dump出來的線程快照並且進行分析等，還有其它很多的插件大家可以去探索

 

案例分析

准備模擬內存泄漏樣例

1、定義靜態變量HashMap

2、分段循環創建對象，並加入HashMap

代碼如下：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
public class CyclicDependencies {
    //聲明緩存對象
    private static final Map map = new HashMap();
    public static void main(String args[]){
        try {
            Thread.sleep(10000);//給打開visualvm時間
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //循環添加對象到緩存
        for(int i=0; i<1000000;i++){
            TestMemory t = new TestMemory();
            map.put("key"+i,t);
        }
        System.out.println("first");
        //為dump出堆提供時間
        try {
            Thread.sleep(10000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        for(int i=0; i<1000000;i++){
            TestMemory t = new TestMemory();
            map.put("key"+i,t);
        }
        System.out.println("second");
        try {
            Thread.sleep(10000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        for(int i=0; i<3000000;i++){
            TestMemory t = new TestMemory();
            map.put("key"+i,t);
        }
        System.out.println("third");
        try {
            Thread.sleep(10000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        for(int i=0; i<4000000;i++){
            TestMemory t = new TestMemory();
            map.put("key"+i,t);
        }
        System.out.println("forth");
        try {
            Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("qqqq");
    }
}

3、配置jvm參數如下：

         -Xms512m
         -Xmx512m
         -XX:-UseGCOverheadLimit
         -XX:MaxPermSize=50m

 4、運行程序並打卡visualvm監控

使用JVisualVM分析內存泄漏

 1、查看Visual GC標簽，內容如下，這是輸出first的截圖

            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

這是輸出forth的截圖：

 

通過2張圖對比發現：

 

老生代一直在gc，當程序繼續運行可以發現老生代gc還在繼續：

 

增加到了7次，但是老生代的內存並沒有減少。說明存在無法被回收的對象，可能是內存泄漏了。

如何分析是那個對象泄漏了呢？打開抽樣器標簽：點擊后如下圖：

 

按照程序輸出進行堆dump，當輸出second時，dump一次，當輸出forth時dump一次。

進入最后dump出來的堆標簽，點擊類：

點擊右上角：“與另一個堆存儲對比”。如圖選擇第一次導出的dump內容比較：

 

比較結果如下：

 

可以看出在兩次間隔時間內TestMemory對象實例一直在增加並且多了，說明該對象引用的方法可能存在內存泄漏。

如何查看對象引用關系呢？

右鍵選擇類TestMemory，選擇“在實例視圖中顯示”，如下所示：

 

左側是創建的實例總數，右側上部為該實例的結構，下面為引用說明，從圖中可以看出在類CyclicDependencies里面被引用了，並且被HashMap引用。

如此可以確定泄漏的位置，進而根據實際情況進行分析解決。

 

JVisualVM 遠程監控 Tomcat

     1、修改遠程tomcat的catalina.sh配置文件，在其中增加：

1. JAVA_OPTS= "$JAVA_OPTS
2. -Djava.rmi.server.hostname=192.168.122.128
3. -Dcom.sun.management.jmxremote.port=18999
4. -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false
5. -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false"

      這次配置先不走權限校驗。只是打開jmx端口。

      2、打開jvisualvm，右鍵遠程，選擇添加遠程主機：

          

      3、輸入主機的名稱，直接寫ip，如下：

          

        右鍵新建的主機，選擇添加JMX連接，輸入在tomcat中配置的端口即可。

      4、雙擊打開。完畢！

 

參考資料

https://blog.csdn.net/kl28978113/article/details/53817827

https://www.cnblogs.com/ityouknow/p/6437037.html