jstat java工具在linux上的源码分析

jstat通常是作为使用查看gc 状态,编译信息等具体信息，加载class量等，笔者在前面的博客里谈了jmap,jstack工具的如何实现可具体参考（http://blog.csdn.net/raintungli/article/details/7023092） ，谈到通常的方法必须让jvm的所有线程进入一个safe point的状态，也就是在使用jmap, jstack工具的时候会有线程的停顿感，并且影响到当时jvm所正在处理的事情，如果在产线上这是会影响客户体验的。

在调用jstat 的时候，并没有感觉到线程的停顿，也就是jstat 使用与jmap,jstack完全不同的方式，接着还是源码分析来解释。

在jstat.java中初始化LocalMonitoredVM中，初始化了PerfDataBuffer, 在PerfDataBuffer是通过Perf attach vm的进程生成byte buffer对象

  private ByteBuffer attachImpl(String user, int lvmid, int mode)
            throws IllegalArgumentException, IOException
    {
        final ByteBuffer b = attach(user, lvmid, mode);

        if (lvmid == 0) {
            // The native instrumentation buffer for this Java virtual
            // machine is never unmapped.
            return b;
        }
        else {
            // This is an instrumentation buffer for another Java virtual
            // machine with native resources that need to be managed. We
            // create a duplicate of the native ByteBuffer and manage it
            // with a Cleaner object (PhantomReference). When the duplicate
            // becomes only phantomly reachable, the native resources will
            // be released.

            final ByteBuffer dup = b.duplicate();
            Cleaner.create(dup, new Runnable() {
                    public void run() {
                        try {
                            instance.detach(b);
                        }
                        catch (Throwable th) {
                            // avoid crashing the reference handler thread,
                            // but provide for some diagnosability
                            assert false : th.toString();
                        }
                    }
                });
            return dup;
        }
    }
    private native ByteBuffer attach(String user, int lvmid, int mode)
         throws IllegalArgumentException, IOException;

关键就在native程序中， 查看perf.cpp 中对应的方法

PerfMemory::attach(user_utf, vmid, (PerfMemory::PerfMemoryMode) mode,
                     &address, &capacity, CHECK_NULL);

也就是类PerfMemory的attach方法

在perfMemory_linux.cpp中，我们看到了attach 的实现

void PerfMemory::attach(const char* user, int vmid, PerfMemoryMode mode, char** addrp, size_t* sizep, TRAPS) {

  if (vmid == 0 || vmid == os::current_process_id()) {
     *addrp = start();
     *sizep = capacity();
     return;
  }

  mmap_attach_shared(user, vmid, mode, addrp, sizep, CHECK);
}

在mmap_attach_shared函数中，

 char* filename = get_sharedmem_filename(dirname, vmid);

  // copy heap memory to resource memory. the open_sharedmem_file
  // method below need to use the filename, but could throw an
  // exception. using a resource array prevents the leak that
  // would otherwise occur.
  char* rfilename = NEW_RESOURCE_ARRAY(char, strlen(filename) + 1);
  strcpy(rfilename, filename);

  // free the c heap resources that are no longer needed
  if (luser != user) FREE_C_HEAP_ARRAY(char, luser);
  FREE_C_HEAP_ARRAY(char, dirname);
  FREE_C_HEAP_ARRAY(char, filename);

  // open the shared memory file for the give vmid
  fd = open_sharedmem_file(rfilename, file_flags, CHECK);
  assert(fd != OS_ERR, "unexpected value");

  if (*sizep == 0) {
    size = sharedmem_filesize(fd, CHECK);
    assert(size != 0, "unexpected size");
  }

  mapAddress = (char*)::mmap((char*)0, size, mmap_prot, MAP_SHARED, fd, 0);

该函数把一个文件mmap成内存，然后通过读取内存来读取该文件的内容，而文件的路径就是/tmp/hsperfdata_{userid}/{pid}

而在create_shared_memory函数中，也就是jvm 在vm_init_globals初始化后会创建这个文件并且用mmap映射成内存，接着虚拟机会把gc 或者其他需要的状态写入这个mmap文件中，jstat工具通过访问该文件，读取内容，显示在屏幕上，该文件通过内存映射实现，没有什么性能损耗，完整的jstat 的流程就全部走通了。