虛擬機(jī)系列：虛擬機(jī)圖形化監(jiān)控工具-VisualVM

時(shí)間：2023-06-27 23:09:02 | 來源：網(wǎng)站運(yùn)營(yíng)

時(shí)間：2023-06-27 23:09:02 來源：網(wǎng)站運(yùn)營(yíng)

虛擬機(jī)系列：虛擬機(jī)圖形化監(jiān)控工具-VisualVM：

VisualVM（All-in-One Java Troubleshooting Tool）是功能最強(qiáng)大的運(yùn)行監(jiān)視和故障處理程序之一，它集成了多種性能統(tǒng)計(jì)工具的功能，可以替代jstat，jmap，jstack，也可以替代JConsole的使用。VisualVM有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)：不需要被監(jiān)視的程序基于特殊的Agent去運(yùn)行，因此它的通用性很強(qiáng)，對(duì)應(yīng)用程序?qū)嶋H性能的影響也較小，使得它可以直接應(yīng)用在生產(chǎn)環(huán)境中。

還有一大特點(diǎn)就是支持插件擴(kuò)展，有了插件的擴(kuò)展能力，就可以支持更多的功能，例如

• 顯示虛擬機(jī)進(jìn)程以及進(jìn)程的配置、環(huán)境信息（jps、jinfo）。
• 監(jiān)視應(yīng)用程序的處理器、垃圾收集、堆、方法區(qū)以及線程的信息（jstat、jstack）。
• dump以及分析堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)快照（jmap、jhat）。
• 方法級(jí)的程序運(yùn)行性能分析，找出被調(diào)用最多、運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的方法。
• 離線程序快照：收集程序的運(yùn)行時(shí)配置、線程dump、內(nèi)存dump等信息建立一個(gè)快照，可以將快照發(fā)送開發(fā)者處進(jìn)行Bug反饋。

打開并連接

程序是在%JAVA_HOME%/bin的目錄下，直接雙擊即可啟動(dòng)客戶端，如下圖

此監(jiān)控工具默認(rèn)的功能較少，我們首先要安裝一些插件，方便我們監(jiān)控使用，點(diǎn)擊工具->插件打開插件的安裝頁(yè)面，并選擇自己需要的插件下載即可，如下




如果下載不了，請(qǐng)重新設(shè)置插件中心配置

根據(jù)自己的jdk版本在插件中心頁(yè)面找到對(duì)應(yīng)版本的地址，然后點(diǎn)擊進(jìn)入，最上面的Catalog URL就是需要的配置中心地址：https://visualvm.github.io/pluginscenters.html

和Jconsole一樣，有兩種連接方式，一個(gè)是本地連接，另一個(gè)是遠(yuǎn)程連接

本地連接：在控制臺(tái)可以看到本地出現(xiàn)的Java程序，直接雙擊或者右鍵打開 即可

遠(yuǎn)程連接：右鍵選擇JMX連接，輸入連接信息IP:端口 點(diǎn)擊確定即可(本地節(jié)點(diǎn)會(huì)下出現(xiàn)一個(gè)jmx的圖標(biāo))前提是Java程序已經(jīng)添加以下參數(shù)啟動(dòng)

-Djava.rmi.server.hostname=127.0.0.1 //遠(yuǎn)程服務(wù)器的IP(本地可訪問)-Dcom.sun.management.imxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=5555 // 遠(yuǎn)程服務(wù)器的端口(隨便定一個(gè)，用于JMX管理該進(jìn)程)-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false // 是否驗(yàn)證(true的話需要配置密碼，自行百度吧)-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false //ssl控制如下兩個(gè)相同的應(yīng)用，一個(gè)是遠(yuǎn)程的連接，一個(gè)是本地的連接

應(yīng)用概述

這個(gè)概述tab可以查看應(yīng)用的基本信息，例如java版本，主類，jvm參數(shù)(啟動(dòng)參數(shù))，系統(tǒng)屬性等

監(jiān)控信息

切換到監(jiān)控tab 可以看到應(yīng)用的CPU，堆，元空間，類加載以及線程數(shù)的總體變化情況。頁(yè)面上還有兩個(gè)按鈕執(zhí)行垃圾回收和堆dump，操作按鈕可以立即執(zhí)行full gc(下圖堆大小減少)和生存堆快照。

線程分析

切換到線程tab可以看到應(yīng)用中線程的信息，展現(xiàn)了線程的數(shù)量，右上角有個(gè)線程Dump的按鈕，可以下載當(dāng)前所有現(xiàn)場(chǎng)的堆棧信息(相當(dāng)于jstack)。最下面還可以點(diǎn)擊每個(gè)線程，展示每個(gè)線程的信息，如果存在死鎖，會(huì)以紅色字體給出提示，如下圖




點(diǎn)擊線程Dump按鈕，獲取的堆棧信息，例如其中的死鎖信息，可以直接看到發(fā)生死鎖的具體位置

性能分析

切換到抽樣器tab 可以看到共有CPU和內(nèi)存兩個(gè)性能采樣器，可以實(shí)時(shí)的監(jiān)控對(duì)應(yīng)應(yīng)用的CPU和內(nèi)存變化。CPU采樣器可以將CPU占用時(shí)間定位到具體方法，而內(nèi)存采樣器可以查看當(dāng)前應(yīng)用的堆信息，根據(jù)頁(yè)面CPU和內(nèi)存的按鈕選擇。

CPU采樣

下面這個(gè)例子讓程序占用CPU，看看監(jiān)控上是什么樣子

public class Test2 { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { fullCpu(); } private static void fullCpu() throws InterruptedException { long startTime = 0; while (true) { startTime = System.currentTimeMillis(); while (System.currentTimeMillis() - startTime < 8) { } Thread.sleep(2); } }}如下圖Test2.fullCpu()方法占用了大量的CPU時(shí)間，而其他方法就比較空閑。通過這個(gè)tab，我們可以很快速方便的定位到應(yīng)用中最耗資源的方法并解決。（而線程CPU時(shí)間，可以看到是根據(jù)CPU資源消耗大小對(duì)線程的排序）

內(nèi)存采樣

通過內(nèi)存采樣可以實(shí)時(shí)查看每個(gè)類內(nèi)存占用情況，在應(yīng)用運(yùn)行的過程中，visual VM實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)的顯示各個(gè)class內(nèi)存占用的大小，同時(shí)還可以查看每個(gè)線程分配的內(nèi)存大小。如下圖

GC信息

切換到Visual GC的tab，可以看到堆的信息變化的圖表，包括Metaspace，老年代，新生代的伊甸區(qū)，S0區(qū)和S1區(qū)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。

Btrace動(dòng)態(tài)跟蹤

Btrace的作用是使在不停機(jī)的情況下，通過Hotspot虛擬機(jī)的Instrument功能動(dòng)態(tài)的加入調(diào)試代碼?？梢愿欀付ǖ姆椒ㄕ{(diào)用，構(gòu)造函數(shù)以及系統(tǒng)內(nèi)存等信息，我感覺主要的意義在于如當(dāng)程序出現(xiàn)問題時(shí)，排查錯(cuò)誤的一些必要信息時(shí) (譬如方法參數(shù)、返回值等)，在開發(fā)時(shí)并沒有打印到日志之中以至于不得不停掉服務(wù)時(shí)，都可以通過調(diào)試增量來加入日志代碼以解決問題。

可以說Btrace是檢查和解決線上問題的大招，不用重啟服務(wù)，通過腳本命令執(zhí)行。

安裝Btrace插件之后在對(duì)應(yīng)的應(yīng)用右鍵選擇 Trace Application 就會(huì)進(jìn)入對(duì)應(yīng)的操作面板，一個(gè)代碼輸入的控制頁(yè)面。

這個(gè)舉個(gè)例子：已經(jīng)上線的代碼出現(xiàn)空指針，但是對(duì)應(yīng)直接看不出具體原因，需要輸出一些額外信息輔助判斷，或者需要在日志中輸出一些額外信息。

線上代碼如下

public class Test2 { public static int add(int a, int b) { return a + b; } public static void main(String[] args) throws InterruptedException { while (true){ int a = (int) Math.round(Math.random() * 100); int b = (int) Math.round(Math.random() * 100); add(a,b); Thread.sleep(2000); } }} 現(xiàn)在上面的代碼已經(jīng)在線上運(yùn)行了，但是我現(xiàn)在需要知道a,b兩個(gè)隨機(jī)參數(shù)的具體值是什么，可以打開Btrace的代碼界面，然后填充TracingScript即可，代碼如下

/* BTrace Script Template */import com.sun.btrace.annotations.*;import static com.sun.btrace.BTraceUtils.*;?@BTracepublic class TracingScript { /* put your code here */@OnMethod(clazz="/.*Test2", // 監(jiān)控以Test2結(jié)尾的類 method="add", location=@Location(Kind.RETURN)) public static void func(int a,int b, @Return int result){ println("開始==============="); jstack(); println(strcat("方法參數(shù)A:",str(a))); println(strcat("方法參數(shù)B:",str(b))); println(strcat("方法結(jié)果:",str(result))); }}

@OnMethod中參數(shù)的clazz需要控制的類，method是類中的方法，location中的Kind.RETURN是指方法結(jié)束后輸出信息以及堆棧信息。想深入了解這三種參數(shù)的具體使用方法請(qǐng)自行百度：“Btrace Java”

然后點(diǎn)擊Start按鈕就會(huì)開始執(zhí)行，看到控制臺(tái)輸出的信息，如圖

BTrace的用途很廣泛，打印調(diào)用堆棧、參數(shù)、返回值只是它最基礎(chǔ)的使用形式。還可以實(shí)現(xiàn)的功能包括監(jiān)控指定函數(shù)的耗時(shí)，獲取任意行代碼信息，腳本定時(shí)，獲取類的屬性等。

在官網(wǎng)上有使用BTrace進(jìn)行性能監(jiān)視、定位連接泄漏、內(nèi)存泄漏、解決多線程競(jìng)爭(zhēng)問題等的使用案例，有興趣的讀者可以去網(wǎng)上了解相關(guān)信息。

官網(wǎng)在此：https://github.com/btraceio/btrace

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