【转帖】关于 Java 性能监控您不知道的 5 件事，第 1 部分

原文地址： http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-5things7.html

 

关于 Java 性能监控您不知道的 5 件事，第 1 部分

使用 JConsole 和 VisualVM 进行 Java 性能分析

Ted Neward, 总裁, Neward & Associates

Ted Neward 是 Neward & Associates 的总裁，从事关于 Java、.NET、XML Services 以及其他平台方面的咨询、指导和演示等工作。他居住在华盛顿西雅图。

 

简介： 责怪糟糕的代码（或不良代码对象）并不能帮助您发现瓶颈，提高 Java™ 应用程序速度，猜测也不能帮您解决。Ted Neward 引导您关注 Java 性能监控工具，从 5 个技巧开始，使用 Java 5 的内置分析器 JConsole 收集和分析性能数据。

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本文的标签:  j2se_(java_2_standard_edition), java性能, 应用开发, 性能

 

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发布日期： 2010 年 8 月 20 日
级别： 初级
其他语言版本： 英文
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关于本系列

您觉得自己懂 Java 编程？事实是，大多数开发人员都只领会到了 Java 平台的皮毛，所学也只够应付工作。在本 系列 中，Ted Neward 深度挖掘 Java 平台的核心功能，揭示一些鲜为人知的事实，帮助您解决最棘手的编程困难。

当应用程序性能受到损害时，大多数开发人员都惊慌失措，这在情理之中。跟踪 Java 应用程序瓶颈来源一直以来都是很麻烦的，因为 Java 虚拟机有黑盒效应，而且 Java 平台分析工具一贯就有缺陷。

然而，随着 Java 5 中 JConsole 的引入，一切都发生了改变。JConsole 是一个内置 Java 性能分析器，可以从命令行或在 GUI shell 中运行。它不是完美的，但是当尖头老板来问你关于性能的问题时，用它来应对还是绰绰有余的 — 这比查询 Papa Google 要好得多。

在本期 5 件事 系列中，我将向您展示 5 个方法，使您可以轻松地使用 JConsole（或者，它更高端的 “近亲” VisualVM ）来监控 Java 应用程序性能和跟踪 Java 中的代码。

1. JDK 附带分析器

许多开发人员没有意识到从 Java 5 开始 JDK 中包含了一个分析器。JConsole（或者 Java 平台最新版本，VisualVM）是一个内置分析器，它同 Java 编译器一样容易启动。如果是从命令行启动，使 JDK 在 PATH 上，运行 jconsole 即可。如果从 GUI shell 启动，找到 JDK 安装路径，打开 bin 文件夹，双击 jconsole。

当分析工具弹出时（取决于正在运行的 Java 版本以及正在运行的 Java 程序数量），可能会出现一个对话框，要求输入一个进程的 URL 来连接，也可能列出许多不同的本地 Java 进程（有时包含 JConsole 进程本身）来连接。

JConsole 或 VisualVM?

JConsole 从 Java 5 开始就随着 Java 平台版本一起发布，而 VisualVM 是在 NetBeans 基础上升级的一个分析器，在 Java 6 的更新版 12 中第一次发布。多数商店还没有更新到 Java 6 ，因此这篇文章主要介绍 JConsole 。然而，多数技巧和这两个分析器都有关。（注意：除了包含在 Java 6 中之外，VisualVM 还有一个独立版下载。下载 VisualVM，参见 参考资料。）

使用 JConsole 进行工作

在 Java 5 中，Java 进程并不是被设置为默认分析的，而是通过一个命令行参数 — -Dcom.sun.management.jmxremote — 在启动时告诉 Java 5 VM 打开连接，以便分析器可以找到它们；当进程被 JConsole 捡起时，您只能双击它开始分析。

分析器有自己的开销，因此最好的办法就是花点时间来弄清是什么开销。发现 JConsole 开销最简单的办法是，首先独自运行一个应用程序，然后在分析器下运行，并测量差异。（应用程序不能太大或者太小；我最喜欢使用 JDK 附带的 SwingSet2 样本。）因此，我使用 -verbose:gc 尝试运行 SwingSet2 来查看垃圾收集清理，然后运行同一个应用程序并将 JConsole 分析器连接到它。当 JConsole 连接好了之后，一个稳定的 GC 清理流出现，否则不会出现。这就是分析器的性能开销。

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2. 远程连接进程

因为 Web 应用程序分析工具假设通过一个套接字进行连通性分析，您只需要进行少许配置来设置 JConsole（或者是基于 JVMTI 的分析器，就这点而言），监控/分析远程运行的应用程序。

如果 Tomcat 运行在一个名为 “webserve” 的机器上，且 JVM 已经启动了 JMX 并监听端口 9004，从 JConsole（或者任何 JMX 客户端）连接它需要一个 JMX URL “service:jmx:rmi:///jndi/rmi://webserver:9004/jmxrmi”。

基本上，要分析一个运行在远程数据中心的应用程序服务器，您所需要的仅仅是一个 JMX URL。更多关于使用 JMX 和 JConsole 远程监控和管理的信息，参见 参考资料。）

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3. 跟踪统计

不要成为典型

发现应用程序代码中性能问题的常用响应多种多样，但也是可预测的。早期的 Java 编程人员对旧的 IDE 可能十分生气，并开始进行代码库中主要部分的代码复查，在源代码中寻找熟悉的 “红色标志”，像异步块、对象配额等等。随着编程经验的增加，开发人员可能会仔细研究 JVM 支持的 -X 标志，寻找优化垃圾收集器的方法。当然，对于新手，直接去 Google 查询，希望有其他人发现了 JVM 的神奇的 “make it go fast” 转换，避免重写代码。

从本质上来说，这些方法没什么错，但都是有风险的。对于一个性能问题最有效的响应就是使用一个分析器 — 现在它们内置在 Java 平台 ，我们确实没有理由不这样做！

JConsole 有许多对收集统计数据有用的选项卡，包括：

• Memory：在 JVM 垃圾收集器中针对各个堆跟踪活动。
• Threads：在目标 JVM 中检查当前线程活动。
• Classes：观察 VM 已加载类的总数。

这些选项卡（和相关的图表）都是由每个 Java 5 及更高版本 VM 在 JMX 服务器上注册的 JMX 对象提供的，是内置到 JVM 的。一个给定 JVM 中可用 bean 的完整清单在 MBeans 选项卡上列出，包括一些元数据和一个有限的用户界面来查看数据或执行操作。（然而，注册通知是在 JConsole 用户界面之外。）

使用统计数据

假设一个 Tomcat 进程死于 OutOfMemoryError。如果您想要弄清楚发生了什么，打开 JConsole，单击 Classes 选项卡，过一段时间查看一次类计数。如果数量稳定上升，您可以假设应用程序服务器或者您的代码某个地方有一个 ClassLoader 漏洞，不久之后将耗尽 PermGen 空间。如果需要更进一步的确认问题，请看 Memory 选项卡。

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4. 为离线分析创建一个堆转储

生产环境中一切都在快速地进行着，您可能没有时间花费在您的应用程序分析器上，相反地，您可以为 Java 环境中的每个事件照一个快照保存下来过后再看。在 JConsole 中您也可以这样做，在 VisualVM 中甚至会做得更好。

先找到 MBeans 选项卡，在其中打开 com.sun.management 节点，接着是 HotSpotDiagnostic 节点。现在，选择 Operations，注意右边面板中的 “dumpHeap” 按钮。如果您在第一个（“字符串”）输入框中向 dumpHeap 传递一个文件名来转储，它将为整个 JVM 堆照一个快照，并将其转储到那个文件。

稍后，您可以使用各种不同的商业分析器来分析文件，或者使用 VisualVM 分析快照。（记住，VisualVM 是在 Java 6 中可用的，且是单独下载的。）

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5. JConsole 并不是高深莫测的

作为一个分析器实用工具，JConsole 是极好的，但是还有更好的工具。一些分析插件附带分析器或者灵巧的用户界面，默认情况下比 JConsole 跟踪更多的数据。

JConsole 真正吸引人的是整个程序是用 “普通旧式 Java ” 编写的，这意味着任何 Java 开发人员都可以编写这样一个实用工具。事实上，JDK 其中甚至包括如何通过创建一个插件来定制 JConsole 的示例（参见 参考资料）。建立在 NetBeans 顶部的 VisualVM 进一步延伸了插件概念。

如果 JConsole（或者 VisualVM，或者其他任何工具）不符合您的需求，或者不能跟踪您想要跟踪的，或者不能按照您的方式跟踪，您可以编写属于自己的工具。如果您觉得 Java 代码很麻烦，Groovy 或 JRuby 或很多其他 JVM 语言都可以帮助您更快完成。

您真正需要的是一个快速而粗糙（quick-and-dirty）的由 JVM 连接的命令行工具，可以以您想要的方式确切地跟踪您感兴趣的数据。

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结束语

Java 性能监控不止于 JConsole 或 VisualVM — 在 JDK 中隐藏着一整套工具，只是大多数开发人员并不知道。 本系列 中的下一篇文章将深入探究一些实验性的命令行工具，可以帮助您挖掘更多的您所需要的性能数据。因为这些工具通常只关注特殊数据，比一个完整的分析器更小更轻巧，所以它们的性能开销要小一些。

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参考资料

学习

• “ 您不知道的 5 件事 ”：在本系列中发现关于 Java 平台您不知道的事情，本系列致力于将 Java 技术琐事变成有用的编程技巧。
  
  
• “使用 JMX 监控和管理” （Sun Microsystems）：学习更多关于使用 JMX 和 JVM 内置的测量工具来监控和管理 Java 应用程序性能的信息。
  
  
• “Mustang JConsole”（Mandy Chung，Java.net，2008 年 5 月）：简单介绍如何使用 JConsole Plugin API 构建自定义插件。
  
  
• “Acquiring JVM Runtime Information”（Dustin Marx，Dustin's Software Development Cogitations and Speculations，2009 年 6 月）：演示了 JDK 内置的检测和管理工具，包括 JConsole 和 VisualVM。
  
  
• “构建自己的分析器” (Andrew Wilcox，developerWork，2006 年 3 月）：作者向您介绍了他如何用 Java 5 中的代理接口和 SOA 构建自定义的分析器。
  
  
• IBM Monitoring and Diagnostic Tools for Java：Health Center 是一款监控正在运行的 IBM Java 虚拟机的低开销分析工具。
  
  
• developerWorks Java 技术专区：这里有数百篇关于 Java 编程各个方面的文章。
  
  

获得产品和技术

• VisualVM 是一个整合命令行 JDK 工具和轻量级分析功能的可视工具。
  
  

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关于作者

Ted Neward 是 Neward & Associates 的总裁，从事关于 Java、.NET、XML Services 以及其他平台方面的咨询、指导和演示等工作。他居住在华盛顿西雅图。

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