VisualVM 性能分析概述

VisualVM是一个免费的Java应用监控、分析工具。

简单说来，VisualVM是一种集成了多个JDK命令行工具的可视化工具，它能为您提供强大的分析能力。所有这些都是免费的！它囊括的命令行工具包括jstat, JConsole, jstack, jmap 和 jinfo，这些工具与JDK的标准版本是一致的。

你可以使用VisualVM生成和分析海量数据、跟踪内存泄漏、监控垃圾回收器、执行内存和CPU分析，同时它还支持在MBeans上进行浏览和操作。尽管VisualVM自身要在JDK6这个版本上运行，但是JDK1.4以上版本的程序它都能监控。

安装

JDK1.6 Update7之后的版本中默认就带了 VisualVM，在bin目录下的 jvisualvm 就是：

Mac 下 JDK 默认安装在 /Library/Java/JavaVirtualMachines/版本号 目录下。

如果你想用最新版本的，则可以自行在 https://visualvm.java.net/ 下载。最新版本是 1.3.8 （2014年7月1日发布的）

 

VisualVM 左侧导航中，我们可以看到它具有 “本地”、“远程”、“快照”等功能。如下图是我本地 XMind的监控情况。

 

下面的几个分析以 dubbo 的 demo 例子为例进行的截图。

内存分析

在监视标签内，我们可以看到实时的应用程序内存堆以及永久保留区域的使用情况。

内存堆使用情况

 

永久保留区域使用情况

Heap跟PermGen的区别， 一般而言，PerGen放的是类的定义；而Heap里面放的是类的实例；所以一般程序稳定运行后，PermGen基本保持不变，要变也只会增加，因为GC只会扫描heap中的实例；而Heap变化较大，OutOfMemory一般也是Heap不够了。

 

OOM时对转存

此外，我们也可以通过 Applications 窗口右击应用程序节点来启用“在出现 OOME 时生成堆 Dump”功能，当应用程序出现 OutOfMemory 异常时，VisualVM 将自动生成一个堆转储。

内存分析结果

在 Profiler 标签，点击“内存”按钮将启动一个内存分析会话，等 VisualVM 收集和统计完相关性能数据信息，将会显示在性能分析结果。通过内存性能分析结果，我们可以查看哪些对象占用了较多的内存，存活的时间比较长等，以便做进一步的优化。
此外，我们可以通过性能分析结果下方的类名过滤器对分析结果进行过滤。

 

CPU 分析

CPU使用情况

在监视标签内，我们可以查看 CPU 的使用率以及垃圾回收活动对性能的影响。过高的 CPU 使用率可能是由于我们的项目中存在低效的代码，可以通过 Profiler 标签的 CPU 性能分析功能进行详细的分析。如果垃圾回收活动过于频繁，占用了较高的 CPU 资源，可能是由内存不足或者是新生代和旧生代分配不合理导致的等。

CPU 性能分析结果

在 Profiler 标签，点击“CPU”按钮启动一个 CPU 性能分析会话 ,VisualVM 会检测应用程序所有的被调用的方法。当进入一个方法时，线程会发出一个“method entry”的事件，当退出方法时同样会发出一个“method exit”的事件，这些事件都包含了时间戳。然后 VisualVM 会把每个被调用方法的总的执行时间和调用的次数按照运行时长展示出来。

 

线程分析

在 VisualVM 的监视标签内，我们可以查看当前应用程序中所有活动线程和守护线程的数量等实时信息。

 

线程标签的时间线视图上方的工具栏提供了缩小，放大和自适应三个按钮，以及一个下拉框，我们可以选择将所有线程、活动线程或者完成的线程显示在视图中。

 

快照功能

我们可以使用 VisualVM 的快照功能生成任意个性能分析快照并保存到本地来辅助我们进行性能分析。快照为捕获应用程序性能分析数据提供了一个很便捷的方式因为快照一旦生成可以在任何时候离线打开和查看，也可以相互传阅。

Profiler 快照

Profiler 快照：当有一个性能分析会话（内存或者 CPU）正在进行时，我们可以通过性能分析结果工具栏的“快照”按钮生成 Profiler 快照捕获当时的性能分析数据。

产生的快照

应用程序快照

应用程序快照：我们可以右键点击左侧 Applications 窗口中应用程序节点，选择“应用程序快照”为生成一个应用程序快照。应用程序快照会收集某一时刻的堆转储，线程转储和 Profiler 快照，同时也会捕获 JVM 的一些基本信息。

 

转存功能

线程转存的生成和分析

VisualVM 能够对正在运行的本地应用程序生成线程转储，把活动线程的堆栈踪迹打印出来，帮助我们有效了解线程运行的情况，诊断死锁、应用程序瘫痪等问题。

生成的信息：

堆转存的生成和分析

VisualVM 能够生成堆转储，统计某一特定时刻 JVM 中的对象信息，帮助我们分析对象的引用关系、是否有内存泄漏情况的发生等。

当 VisualVM 统计完堆内对象数据后，会把堆转储信息显示在新的堆转储标签内，我们可以看到摘要、类、实例数等信息以及通过 OQL 控制台执行查询语句功能。

堆转储的摘要包括转储的文件大小、路径等基本信息，运行的系统环境信息，也可以显示所有的线程信息。

堆转储的类视图

从类视图可以获得各个类的实例数和占用堆大小数，分析出内存空间的使用情况，找出内存的瓶颈，避免内存的过度使用。

通过实例数视图可以获得每个实例内部各成员变量的值以及该实例被引用的位置。首先需要在类视图选择需要查看实例的类。

 

 

此外，还能对两个堆转储文件进行比较。通过比较我们能够分析出两个时间点哪些对象被大量创建或销毁。

 

线程转储和堆转储均可以另存成文件，以便进行离线分析。

 

参考资料：

使用 VisualVM 进行性能分析及调优
https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-visualvm/