VisualVM是一個(gè)集成多個(gè)JDK命令行工具的可視化工具。可以作為Java應(yīng)用程序性能分析和運(yùn)行監(jiān)控的工具。開(kāi)發(fā)人員可以利用它來(lái)監(jiān)控、分析線程信息，瀏覽內(nèi)存堆數(shù)據(jù)。系統(tǒng)管理員可以利用它來(lái)監(jiān)測(cè)、控制Java應(yīng)用程序橫跨整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的情況。Java應(yīng)用程序使用人員可以利用它來(lái)創(chuàng)建包含所有必要信息的Bug 報(bào)告。

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1 為什么需要

開(kāi)發(fā)大型 Java 應(yīng)用程序的過(guò)程中難免遇到內(nèi)存泄露、性能瓶頸等問(wèn)題，比如文件、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)的連接未釋放，未優(yōu)化的算法等。隨著應(yīng)用程序的持續(xù)運(yùn)行，可能會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行效率下降，嚴(yán)重的則會(huì)造成系統(tǒng)崩潰。為了找出程序中隱藏的這些問(wèn)題，在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)后期往往會(huì)使用性能分析工具來(lái)對(duì)應(yīng)用程序的性能進(jìn)行分析和優(yōu)化。

2 如何安裝

這里有兩種方式：

• 沒(méi)有按照IDEA插件

如果沒(méi)有按照IDEA插件的話，我們需要找到JDK的按照目錄bin下找到如下執(zhí)行程序。

然后雙擊執(zhí)行，就會(huì)出現(xiàn)界面，如下；

但是，我們一般使用IDEA，所以會(huì)使用插件，就是下面這種方式。

• 按照IDEA插件

先在插件中找到VisualVM安裝；

安裝了之后，在運(yùn)行的地方就會(huì)多出現(xiàn)兩個(gè)VisualVM的運(yùn)行按鈕；

這樣運(yùn)行程序之后，就可以自動(dòng)打開(kāi)VisualVM程序了。

3 基本介紹

這一部分先對(duì)這個(gè)工具做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹，看看基本有哪些我們會(huì)用到的功能。

在沒(méi)有添加其他插件的時(shí)候，是只有下面幾個(gè)功能的。

3.1 概述

如上圖所示，概述基本上都是我們的系統(tǒng)屬性、運(yùn)行程序時(shí)設(shè)置的JVM參數(shù)等信息的展示，所以，這一部分可以讓我們查看這些信息。

3.2 監(jiān)視

監(jiān)視這個(gè)界面的功能還是很有作用的，可以看到cup運(yùn)行情況、堆的使用情況、類的情況以及線程的動(dòng)態(tài)情況。

因此，我們可以利用這個(gè)界面查看cpu情況好不好，更重要的是，我們可以查看堆的使用情況，這對(duì)于我們分析JVM還是非常重要的。

3.3 線程

如上圖所以，可以看到所有的線程的情況，是運(yùn)行、休眠、等待、駐留、監(jiān)視等情況。

注意，以上這些都不是關(guān)鍵，關(guān)鍵是VisualVM中還有一個(gè)很重要的功能，可以添加插件獲取更多的功能。

3.4 插件添加

正是因?yàn)橛辛瞬寮臄U(kuò)展功能，所以這個(gè)工具才如此強(qiáng)大，VisualVM可以做到以下：

• 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cpu、GC、堆、方法區(qū)以及線程的信息（jstat、jstack）。
• dump以及分析堆轉(zhuǎn)存儲(chǔ)快照（jmap、jhat）。
• 還有很多其他的功能。

在工具->找到可用插件，安裝即可。

下一部分我們就利用已經(jīng)安裝的插件Visual GC進(jìn)行分析。

4 利用Visual GC分析虛擬機(jī)內(nèi)存區(qū)域

這部分會(huì)用到一些Java虛擬機(jī)的一些基礎(chǔ)知識(shí)，所以，查看這部分之前，請(qǐng)先查看這篇文章：。

在這個(gè)界面分為以下幾個(gè)部分。

• space（Metaspace（元數(shù)據(jù)）、Old老年代、新生代（Eden、S0、S1））
• Graphs（Compile Time（編譯時(shí)間）、Class Loader Time（類加載時(shí)間）、GC Time（垃圾收集時(shí)間）、Eden Space、Survivor 0、Survivor 1、Old Gen、Metaspace）
• Histogram（Parameters參數(shù)設(shè)置）

那么知道這些參數(shù)之后，怎么去分析虛擬機(jī)到底運(yùn)行是好是壞呢，這個(gè)時(shí)候，我們需要了解一些Java虛擬機(jī)基礎(chǔ)的優(yōu)化知識(shí)。

首先，需要了解一些GC優(yōu)化的原則。

• 多數(shù)的Java應(yīng)用不需要在服務(wù)器上進(jìn)行GC優(yōu)化；
• 多數(shù)導(dǎo)致GC問(wèn)題的Java應(yīng)用，都不是因?yàn)槲覀儏?shù)設(shè)置錯(cuò)誤，而是代碼問(wèn)題；
• 在應(yīng)用上線之前，先考慮將機(jī)器的JVM參數(shù)設(shè)置到最優(yōu)（最適合）；
• 減少創(chuàng)建對(duì)象的數(shù)量；
• 減少使用全局變量和大對(duì)象；
• GC優(yōu)化是到最后不得已才采用的手段；
• 在實(shí)際使用中，分析GC情況優(yōu)化代碼比優(yōu)化GC參數(shù)要多得多；

另外，我們需要知道我們GC優(yōu)化的目的。

• 將轉(zhuǎn)移到老年代的對(duì)象數(shù)量降低到最小；
• 減少full GC的執(zhí)行時(shí)間；

一般，我們需要執(zhí)行的有以下幾點(diǎn)；

• 減少使用全局變量和大對(duì)象；
• 調(diào)整新生代的大小到最合適；
• 設(shè)置老年代的大小為最合適；
• 選擇合適的GC收集器；

至于怎么算合適，后面我會(huì)通過(guò)一個(gè)實(shí)例講解。

其實(shí)，如果想要知道更多JVM內(nèi)存分配和回收策略的原理，可以查看這篇文章：JVM內(nèi)存分配和回收策略的原理。

一般我們執(zhí)行了我們的程序之后，接下來(lái)就是需要查看GC的狀態(tài)了，接著分析結(jié)果，判斷是否需要進(jìn)行優(yōu)化。

一般如果達(dá)到以下的指標(biāo)，就不需要進(jìn)行GC了。

• Minor GC執(zhí)行時(shí)間不到50ms，Minor GC執(zhí)行不頻繁，約10秒一次；
• Full GC執(zhí)行時(shí)間不到1s，Full GC執(zhí)行頻率不算頻繁，不低于10分鐘1次；

實(shí)例 1

我們先看一個(gè)GC狀態(tài)需要優(yōu)化的例子，在這個(gè)實(shí)例中，我們給堆分配的最大最小的值都是64M（很小的堆大小）。

GC狀態(tài)差情況分析

/**
 * VM Args：-Xms64m -Xmx64m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
 * @author 歐陽(yáng)思海
 */
public class HeapTest {

    static class StaticObject {
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<StaticObject> list = new ArrayList<StaticObject>();
        int i = 1;

        //不斷的向堆中添加對(duì)象
        while (true) {
            list.add(new StaticObject());
            i++;
            System.out.println(i);
            System.out.println(list.size());
        }
    }
}

由于分配的堆內(nèi)存太小，所以導(dǎo)致，堆溢出。

接著我們查看一下Visual GC的監(jiān)視情況。

• 監(jiān)視界面情況

我們可以從堆的使用情況看出，基本已經(jīng)使用完。

• Visual GC監(jiān)視情況

從上圖可知，在短短的運(yùn)行時(shí)間中，Eden進(jìn)行了49次GC，雖然時(shí)間短，但是能說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題，新生代堆內(nèi)存分配的空間太小，導(dǎo)致頻繁GC。

同時(shí)，Old老年代也進(jìn)行了33次GC，雖然運(yùn)行時(shí)間也在不需要優(yōu)化的范圍內(nèi)，而且從Survivor可以看出，基本沒(méi)有GC，說(shuō)明這些都是大對(duì)象，直接進(jìn)入到了Old老年代，導(dǎo)致GC頻繁。

所以，我們需要進(jìn)行的優(yōu)化就是加大新生代和老年代堆內(nèi)存的大小，同時(shí)減少大對(duì)象的產(chǎn)生。

參數(shù)優(yōu)化分析

我們將VM參數(shù)改為：-Xms512m -Xmx512m -Xmn128m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError，運(yùn)行大概5分鐘再次查看結(jié)果。

首先沒(méi)有出現(xiàn)堆內(nèi)存溢出。

• 監(jiān)視情況

加大了堆內(nèi)存，所以堆內(nèi)存沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題。

• Visual GC監(jiān)視情況

加大了堆內(nèi)存之后，Eden新生代進(jìn)行了66次GC，使用時(shí)間3.381s基本滿足要求（執(zhí)行時(shí)間不到50ms，Minor GC執(zhí)行不頻繁，約10秒一次），同時(shí)老年代old進(jìn)行了2次GC，使用時(shí)間4.127s，這里還是有待優(yōu)化的，不太滿足優(yōu)化要求。

• dump文件分析

點(diǎn)擊堆 dump這個(gè)按鈕就會(huì)生成 dump文件，我們可以分析類及對(duì)象的一些情況。

分析之后發(fā)現(xiàn)，StaticObject對(duì)象大多，沒(méi)有進(jìn)行GC，問(wèn)題主要在這里，所以，下一步需要解決這個(gè)問(wèn)題。

通過(guò)以上分析可以說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題，加大了堆內(nèi)存之后，新生代和老年代的GC情況大大的改善了，但是還有大對(duì)象的問(wèn)題，所以還有待優(yōu)化。

修改大對(duì)象，進(jìn)行GC

修改程序，如下：

/**
 * VM Args：-Xms512m -Xmx512m -Xmn128m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
 *
 * @author 歐陽(yáng)思海
 */
public class HeapTest {

   /* static class StaticObject {
    }*/

    public static void main(String[] args) {
        int i = 1;

        while (true) {
            i++;
            System.out.println(i);
        }

    }
}

• 監(jiān)視情況

堆一直運(yùn)行良好。

• Visual GC監(jiān)視情況

這次相對(duì)于上次相比，老年代的情況已經(jīng)改善了，沒(méi)有GC，說(shuō)明大對(duì)象不存在了。

通過(guò)上面的分析跟優(yōu)化，就滿足GC的需求了，不需要再優(yōu)化了。

網(wǎng)頁(yè)標(biāo)題：使用VisualVM分析高并發(fā)項(xiàng)目性能的方法
文章鏈接：http://www.chinadenli.net/article34/gjospe.html

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