Java性能分析神器-JProfiler详解(一)(转)
前段时间在给公司项目做性能分析,从简单的分析Log(GC log, postgrep log, hibernate statitistic),到通过AOP搜集软件运行数据,再到PET测试,感觉时间花了不少,性能也有一定的提升,但总感觉像是工作在原始时代,无法简单顺畅,又无比清晰的获得想要的结果。遂花费了一定的时间,从新梳理学习了一下之前用过的关于jvm调优和内存分析的各种工具,包括JDK自带的jps, jstack, jmap, jconsole,以及IBM的HeapAnalyzer等,这些工具虽然提供了不少功能,但其可用度,便捷度,远没达到IntelliJ之于Java开发那种地步。在偶然情况下,在云栖社区上发现有人推荐Jprofiler,装上使用版一用,发现果然是神器,特此推荐给大家。先声明,这个软件是商用的,网上有很多关于lisence的帖子,我这里转发,但是绝不推荐大家用破解版!
L-Larry_Lau@163.com#36573-fdkscp15axjj6#25257
L-Larry_Lau@163.com#5481-ucjn4a16rvd98#6038
L-Larry_Lau@163.com#99016-hli5ay1ylizjj#27215
L-Larry_Lau@163.com#40775-3wle0g1uin5c1#0674
L-Larry_Lau@163.com#7009-14frku31ynzpfr#20176
L-Larry_Lau@163.com#49604-1jfe58we9gyb6#5814
L-Larry_Lau@163.com#25531-1qcev4yintqkj#23927
L-Larry_Lau@163.com#96496-1qsu1lb1jz7g8w#23479
L-Larry_Lau@163.com#20948-11amlvg181cw0p#171159
然后,先转一篇云栖上的文章,然后再慢慢开始我们的Jprofiler之旅。
一.JProfiler是什么
JProfiler是由ej-technologies GmbH公司开发的一款性能瓶颈分析工具(该公司还开发部署工具)。
其特点:
- 使用方便
- 界面操作友好
- 对被分析的应用影响小
- CPU,Thread,Memory分析功能尤其强大
- 支持对jdbc,noSql, jsp, servlet, socket等进行分析
- 支持多种模式(离线,在线)的分析
- 跨平台 (图1)
二.数据采集
Q1. JProfiler既然是一款性能瓶颈分析工具,这些分析的相关数据来自于哪里?
Q2. JProfiler是怎么将这些数据收集并展现的?
(图2)
A1. 分析的数据主要来自于下面俩部分
1. 一部分来自于jvm的分析接口**JVMTI**(JVM Tool Interface) , JDK必须>=1.6
JVMTI is an event-based system. The profiling agent library can register handler functions for different events. It can then enable or disable selected events
例如: 对象的生命周期,thread的生命周期等信息
2. 一部分来自于instruments classes(可理解为class的重写,增加JProfiler相关统计功能)
例如:方法执行时间,次数,方法栈等信息
A2. 数据收集的原理如图2
1. 用户在JProfiler GUI中下达监控的指令(一般就是点击某个按钮)
2. JProfiler GUI JVM 通过socket(默认端口8849),发送指令给被分析的jvm中的JProfile Agent。
3. JProfiler Agent(如果不清楚Agent请看文章第三部分"启动模式") 收到指令后,将该指令转换成相关需要监听的事件或者指令,来注册到JVMTI上或者直接让JVMTI去执行某功能(例如dump jvm内存)
4. JVMTI 根据注册的事件,来收集当前jvm的相关信息。 例如: 线程的生命周期; jvm的生命周期;classes的生命周期;对象实例的生命周期;堆内存的实时信息等等
5. JProfiler Agent将采集好的信息保存到**内存**中,按照一定规则统计好(如果发送所有数据JProfiler GUI,会对被分析的应用网络产生比较大的影响)
6. 返回给JProfiler GUI Socket.
7. JProfiler GUI Socket 将收到的信息返回 JProfiler GUI Render
8. JProfiler GUI Render 渲染成最终的展示效果
三. 数据采集方式和启动模式
A1. JProfier采集方式分为两种:Sampling(样本采集)和Instrumentation
Sampling: 类似于样本统计, 每隔一定时间(5ms)将每个线程栈中方法栈中的信息统计出来。优点是对应用影响小(即使你不配置任何Filter, Filter可参考文章第四部分),缺点是一些数据/特性不能提供(例如:方法的调用次数)
Instrumentation: 在class加载之前,JProfier把相关功能代码写入到需要分析的class中,对正在运行的jvm有一定影响。优点: 功能强大,但如果需要分析的class多,那么对应用影响较大,一般配合Filter一起使用。所以一般JRE class和framework的class是在Filter中通常会过滤掉。
注: JProfiler本身没有指出数据的采集类型,这里的采集类型是针对方法调用的采集类型 。因为JProfiler的绝大多数核心功能都依赖方法调用采集的数据, 所以可以直接认为是JProfiler的数据采集类型。
A2: 启动模式:
Attach mode
可直接将本机正在运行的jvm加载JProfiler Agent. 优点是很方便,缺点是一些特性不能支持。如果选择Instrumentation数据采集方式,那么需要花一些额外时间来重写需要分析的class。Profile at startup
在被分析的jvm启动时,将指定的JProfiler Agent手动加载到该jvm。JProfiler GUI 将收集信息类型和策略等配置信息通过socket发送给JProfiler Agent,收到这些信息后该jvm才会启动。
在被分析的jvm 的启动参数增加下面内容:
语法: -agentpath:[path to jprofilerti library]
【注】: 语法不清楚没关系,JProfiler提供了帮助向导.
(图3)Prepare for profiling:
和Profile at startup的主要区别:被分析的jvm不需要收到JProfiler GUI 的相关配置信息就可以启动。Offline profiling
一般用于适用于不能直接调试线上的场景。Offline profiling需要将信息采集内容和策略(一些Trigger, Trigger请参考文章第五部分)打包成一个配置文件(config.xml),在线上启动该jvm 加载 JProfiler Agent时,加载该xml。那么JProfiler Agent会根据Trigger的类型会生成不同的信息。例如: heap dump; thread dump; method call record等
语法:
-agentpath:/home/2080/jprofiler8/bin/Linux-x64/libjprofilerti.so=offline,id=151,config=/home/2080/config.xml
【注】: config.xml中的每一个被分析的jvm的采集信息都有一个id来标识。
下面是使用了离线模式,并使用了每隔一秒dump heap 的Trigger:
四. JProfiler核心概念
Filter: 什么class需要被分析。分为包含和不包含两种类型的Filter。
(图4)Profiling Settings: 收据收集的策略:Sampling和 Instrumentation,一些数据采集细节可以自定义.
(图5)Triggers: 一般用于**offline**模式,告知JProfiler Agent 什么时候触发什么行为来收集指定信息.
(图6)Live memory: class/class instance的相关信息。 例如对象的个数,大小,对象创建的方法执行栈,对象创建的热点。
(图7)Heap walker: 对一定时间内收集的内存对像信息进行静态分析,功能强大且使用。包含对象的outgoing reference, incoming reference, biggest object等
(图8)CPU views: CPU消耗的分布及时间(cpu时间或者运行时间); 方法的执行图; 方法的执行统计(最大,最小,平均运行时间等)
(图9)Thread: 当前jvm所有线程的运行状态,线程持有锁的状态,可dump线程。
(图10)Monitors & locks: 所有线程持有锁的情况以及锁的信息
(图11)Telemetries: 包含heap, thread, gc, class等的趋势图(遥测视图)
五. 实践
为了方便实践,直接以JProfiler8自带的一个例子来帮助理解上面的相关概念。
JProfiler 自带的例子如下:模拟了内存泄露和线程阻塞的场景:
具体源码参考: /jprofiler install path/demo/bezier
(图12 )
(图13 Leak Memory 模拟内存泄露, Simulate blocking 模拟线程间锁的阻塞)
A1. 首先来分析下内存泄露的场景:(勾选图13中 Leak Memory 模拟内存泄露)
1. 在**Telemetries-> Memory**视图中你会看到大致如下图的场景(在看的过程中可以间隔一段时间去执行Run GC这个功能):看到下图蓝色区域,老生代在gc后(**波谷**)内存的大小在慢慢的增加(理想情况下,这个值应该是稳定的)
(图14)
在 Live memory->Recorded Objects 中点击**record allocation data**按钮,开始统计一段时间内创建的对象信息。执行一次**Run GC**后看看当前对象信息的大小,并点击工具栏中**Mark Current**按钮(其实就是给当前对象数量打个标记。执行一次Run GC,然后再继续观察;执行一次Run GC,然后再继续观察...。最后看看哪些对象在不断GC后,数量还一直上涨的。最后你看到的信息可能和下图类似
(图15 绿色是标记前的数量,红色是标记后的增量)在Heap walker中分析刚才记录的对象信息
(图16)
(图17)点击上图中实例最多的class,右键**Use Selected Instances->Reference->Incoming Reference**.
发现该Long数据最终是存放在**bezier.BeaierAnim.leakMap**中。
(图18)
在Allocations tab项中,右键点击其中的某个方法,可查看到具体的源码信息.
(图19)
【注】:到这里问题已经非常清楚了,明白了在图17中为什么哪些实例的数量是一样多,并且为什么内存在fullgc后还是回收不了(一个old 区的对象leakMap,put的信息也会进入old区, leakMap如回收不掉,那么该map中包含的对象也回收不掉)。
A2. 模拟线程阻塞的场景(勾选图13中Simulate blocking 模拟线程间锁的阻塞)
为了方便区分线程,我将Demo中的BezierAnim.java的L236的线程命名为test
public void start() {
thread = new Thread(this, "test");
thread.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
thread.start();
}
正常情况下,如下图
(图20)
勾选了Demo中"Simulate blocking"选项后,如下图(注意看下下图中的状态图标), test线程block状态明显增加了。
(图21)
在**Monitors & locks->Monitor History**观察了一段时间后,会发现有4种发生锁的情况。
第一种:
AWT-EventQueue-0 线程持有一个Object的锁,并且处于Waiting状态。
图下方的代码提示出Demo.block方法调用了object.wait方法。这个还是比较容易理解的。
(图22)
第二种:
AWT-EventQueue-0占有了bezier.BezierAnim$Demo实例上的锁,而test线程等待该线程释放。
注意下图中下方的源代码, 这种锁的出现原因是Demo的blcok方法在AWT和test线程
都会被执行,并且该方法是synchronized.
(图23)
第三种和第四种:
test线程中会不断向事件Event Dispatching Thread提交任务,导致竞争java.awt.EventQueue对象锁。
提交任务的方式是下面的代码:repaint()
和EventQueue.invokeLater
public void run() {
Thread me = Thread.currentThread();
while (thread == me) {
repaint();
if (block) {
block(false);
}
try {
Thread.sleep(10);
} catch (Exception e) {
break;
}
EventQueue.invokeLater(new Runnable() {
@Override
public void run() {
onEDTMethod();
}
});
}
thread = null;
}
(图24)
六. 最佳实践
- JProfiler都会对一些特殊操作给予提示,这时候最好仔细阅读下说明.
- "Mark Current"功能在某些场景很有效
- Heap walker一般是静态分析在Live memory->Recorder objects的对象信息,这些信息可能会被GC回收掉,导致Heap walker中什么也没有显示出来。这种现象是正常的。
- 可以才工具栏中Start Recordings配置一次性收集的信息
- Filter中include和exclude是有顺序的,注意使用下图**左下方**的**“Show Filter Tree”**来验证一下顺序 (图25)
七. 参考文献
Java性能分析神器-JProfiler详解(一)(转)的更多相关文章
- Java性能分析神器-JProfiler详解(转)
前段时间在给公司项目做性能分析,从简单的分析Log(GC log, postgrep log, hibernate statitistic),到通过AOP搜集软件运行数据,再到PET测试,感觉时间花了 ...
- 性能测试三十八:Java性能分析神器-JProfiler安装和简单介绍
Jprofiler是一个重量级的工具,需要分别在服务器和windows都装客户端,会损耗性能,用于发现问题后排查问题,而不是常规的监控 JPROFILER工具下载地址:http://www.ej-te ...
- Java性能分析神器--VisualVM Launcher[1]
Java性能分析神器1--VisualVM Launcher VisualVM 当你日复一日敲代码的时候,当你把各种各样的框架集成到一起的时候,看着大功告成成功运行的日志,有没有那么一丝丝迷茫和惆怅: ...
- MySQL性能分析show profiles详解
前言 前几篇文章我们讲了什么是 MySQL 索引,explain分析SQL语句是否用到索引,以及索引的优化等一系列的文章,今天我们来讲讲Show profiles,看看SQL耗时到底出现在哪个环节. ...
- java性能监控工具:jmap命令详解
.命令基本概述 Jmap是一个可以输出所有内存中对象的工具,甚至可以将VM 中的heap,以二进制输出成文本.打印出某个java进程(使用pid)内存内的,所有‘对象’的情况(如:产生那些对象,及其数 ...
- Java性能分析之线程栈详解与性能分析
Java性能分析之线程栈详解 Java性能分析迈不过去的一个关键点是线程栈,新的性能班级也讲到了JVM这一块,所以本篇文章对线程栈进行基础知识普及以及如何对线程栈进行性能分析. 基本概念 线程堆栈也称 ...
- Java虚拟机之垃圾回收详解一
Java虚拟机之垃圾回收详解一 Java技术和JVM(Java虚拟机) 一.Java技术概述: Java是一门编程语言,是一种计算平台,是SUN公司于1995年首次发布.它是Java程序的技术基础,这 ...
- Java网络编程和NIO详解8:浅析mmap和Direct Buffer
Java网络编程与NIO详解8:浅析mmap和Direct Buffer 本系列文章首发于我的个人博客:https://h2pl.github.io/ 欢迎阅览我的CSDN专栏:Java网络编程和NI ...
- Java网络编程和NIO详解6:Linux epoll实现原理详解
Java网络编程和NIO详解6:Linux epoll实现原理详解 本系列文章首发于我的个人博客:https://h2pl.github.io/ 欢迎阅览我的CSDN专栏:Java网络编程和NIO h ...
随机推荐
- Java 多线程(七) 线程间的通信——wait及notify方法
线程间的相互作用 线程间的相互作用:线程之间需要一些协调通信,来共同完成一件任务. Object类中相关的方法有两个notify方法和三个wait方法: http://docs.oracle.com/ ...
- windows Server 2008 R2 TFS2010的备份
1.首先要安装一个工具Power Tools,点击安装,然后下一步就可以了. 2.安装完之后重新打开TFS管理控制台 点击Create Backup Plan 点击下一步,它会导航到第一个页面,在这个 ...
- java 集合框架 Java集合&List的实现
原文: https://blog.csdn.net/u012658346/article/details/50917068 一.java集合类图如下所示: 上述类图中,实线边框的是实现类,比如Arra ...
- C#中流的读写器BinaryReader、BinaryWriter,StreamReader、StreamWriter详解【转】
https://blog.csdn.net/ymnl_gsh/article/details/80723050 C#的FileStream类提供了最原始的字节级上的文件读写功能,但我们习惯于对字符串操 ...
- 小程序快速部署富文本插件wxParser
为了解决html2wxml在ios下字体过大问题,又发现一个比较好用的富文本插件:wxParser. 目前 wxParser 支持对一般的富文本内容包括标题.字体大小.对齐和列表等进行解析.同时也支持 ...
- cocos2d-x 学习资源
1. http://cocos2d.cocoachina.com/resource(中文),也有示例,文中缺少的图片可以从下面的网址下载 对应的英文是: http://cocos2d-x.org/wi ...
- CS模式,客户端页面加载
public MainForm() { //1.初始化视图 InitializeComponent(); //2.加载程序 this.Load += new System.EventHandler(t ...
- (原)IOU的计算
转载请注明出处: http://www.cnblogs.com/darkknightzh/p/9043395.html 参考网址: https://github.com/deepinsight/ins ...
- [Aaronyang] 写给自己的WPF4.5 笔记17[Page实现页面导航]
1. 第一个Page页使用 新建PageDemo解决方案,默认wpf应用程序 右键项目新建页,然后指定App.xaml的默认启动窗口,为Page1.xaml,F5运行项目 文章内容已经迁移http:/ ...
- EasyUI tab问题记录
1. 关闭当前tab 此代码放在 布局页中,然后所有的页面都可以随时关闭tab了,适当的根据你的项目,更改下js <script> function closetab(subtitle ...