java內存查看與分析

文章分類:Java編程
      業界有不少強大的java profile的工具，好比Jporfiler，yourkit，這些收費的東西我就不想說了，想說的是，其實java本身就提供了不少內存監控的小工具，下面列舉的工具只是一小部分，仔細研究下jdk的工具，仍是蠻有意思的呢：）
  
1：gc日誌輸出
       在jvm啓動參數中加入 -XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimestamps -XX:+PrintGCApplicationStopedTime，jvm將會按照這些參數順序輸出gc概要信息，詳細信息，gc時間信息，gc形成的應用暫停時間。若是在剛纔的參數後面加入參數 -Xloggc:文件路徑，gc信息將會輸出到指定的文件中。其餘參數還有
-verbose:gc和-XX:+PrintTenuringDistribution等。
 
2：jconsole
      jconsole是jdk自帶的一個內存分析工具，它提供了圖形界面。能夠查看到被監控的jvm的內存信息，線程信息，類加載信息，MBean信息。
      jconsole位於jdk目錄下的bin目錄，在windows下是jconsole.exe，在unix和linux下是jconsole.sh，jconsole能夠監控本地應用，也能夠監控遠程應用。 要監控本地應用，執行jconsole pid，pid就是運行的java進程id，若是不帶上pid參數，則執行jconsole命令後，會看到一個對話框彈出，上面列出了本地的java進程，能夠選擇一個進行監控。若是要遠程監控，則要在遠程服務器的jvm參數里加入一些東西，由於jconsole的遠程監控基於jmx的，關於jconsole詳細用法，請見專門介紹jconsle的文章，我也會在博客裏專門詳細介紹jconsole。
 
3:jviusalvm
      在JDK6 update 7以後，jdk推出了另一個工具:jvisualvm,java可視化虛擬機，它不但提供了jconsole相似的功能，還提供了jvm內存和cpu實時診斷，還有手動dump出jvm內存狀況，手動執行gc。
     和jconsole同樣，運行jviusalvm，在jdk的bin目錄下執行jviusalvm，windows下是jviusalvm.exe,linux和unix下是jviusalvm.sh。
 
4：jmap
    jmap是jdk自帶的jvm內存分析的工具，位於jdk的bin目錄。jdk1.6中jmap命令用法：
Usage:
    jmap -histo <pid>
      (to connect to running process and print histogram of java object heap
    jmap -dump:<dump-options> <pid>
      (to connect to running process and dump java heap)
    dump-options:
      format=b     binary default
      file=<file>  dump heap to <file>
    Example:       jmap -dump:format=b,file=heap.bin <pid>
 
    jmap -histo <pid>在屏幕上顯示出指定pid的jvm內存情況。以我本機爲例，執行該命令，屏幕顯示：
 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------
   1:         24206        2791864  <constMethodKlass>
   2:         22371        2145216  [C
   3:         24206        1940648  <methodKlass>
   4:          1951        1364496  <constantPoolKlass>
   5:         26543        1282560  <symbolKlass>
   6:          6377        1081744  [B
   7:          1793         909688  <constantPoolCacheKlass>
   8:          1471         614624  <instanceKlassKlass>
   9:         14581         548336  [Ljava.lang.Object;
  10:          3863         513640  [I
  11:         20677         496248  java.lang.String
  12:          3621         312776  [Ljava.util.HashMap$Entry;
  13:          3335         266800  java.lang.reflect.Method
  14:          8256         264192  java.io.ObjectStreamClass$WeakClassKey
  15:          7066         226112  java.util.TreeMap$Entry
  16:          2355         173304  [S
  17:          1687         161952  java.lang.Class
  18:          2769         150112  [[I
  19:          3563         142520  java.util.HashMap
  20:          5562         133488  java.util.HashMap$Entry
Total        239019       17140408
爲了方便查看，我刪掉了一些行。從上面的信息很容易看出，#instance指的是對象數量，#bytes指的是這些對象佔用的內存大小，class name指的是對象類型。
 
     再看jmap的dump選項，這個選項是將jvm的堆中內存信息輸出到一個文件中，在我本機執行
jmap -dump:file=c:\dump.txt 340 
注意340是我本機的java進程pid，dump出來的文件比較大有10幾M，並且我只是開了tomcat，跑了一個很簡單的應用，且沒有任何訪問，能夠想象，大型繁忙的服務器上，dump出來的文件該有多大。須要知道的是，dump出來的文件信息是很原始的，毫不適合人直接觀看，而jmap -histo顯示的內容又太簡單，例如只顯示某些類型的對象佔用多大內存，以及這些對象的數量，可是沒有更詳細的信息，例如這些對象分別是由誰建立的。那這麼說，dump出來的文件有什麼用呢？固然有用，由於有專門分析jvm的內存dump文件的工具。
 
5：jhat
    上面說了，有不少工具都能分析jvm的內存dump文件，jhat就是sun jdk6及以上版本自帶的工具，位於jdk的bin目錄，執行 jhat -J -Xmx512m [file] ，file就是dump文件路徑。jhat內置一個簡單的web服務器，此命令執行後，jhat在命令行裏顯示分析結果的訪問地址，能夠用-port選項指定端口，具體用法能夠執行jhat -heap查看幫助信息。訪問指定地址後，就能看到頁面上顯示的信息，比jmap -histo命令顯示的豐富得多，更爲詳細。
 
6：eclipse內存分析器
    上面說了jhat，它能分析jvm的dump文件，可是所有是文字顯示，eclipse memory analyzer，是一個eclipse提供用於分析jvm 堆dump的插件，網址爲 http://www.eclipse.org/mat ,它的分析速度比jhat快，分析結果是圖形界面顯示，比jhat的可讀性更高。其實jvisualvm也能夠分析dump文件，也是有圖形界面顯示的。   7：jstat       若是說jmap傾向於分析jvm內存中對象信息的話，那麼jsta就是傾向於分析jvm內存的gc狀況。都是jvm內存分析工具，但顯然，它們是從不一樣維度來分析的。jsat經常使用的參數有不少，如 -gc,-gcutil,-gccause，這些選項具體做用可查看jsat幫助信息，我常常用-gcutil，這個參數的做用不斷的顯示當前指定的jvm內存的垃圾收集的信息。         我在本機執行 jstat -gcutil 340 10000，這個命令是每一個10秒鐘輸出一次jvm的gc信息，10000指的是間隔時間爲10000毫秒。屏幕上顯示以下信息（我只取了第一行，由於是按的必定頻率顯示，因此實際執行的時候，會有不少行）：   S0     S1     E      O      P     YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT    54.62   0.00  42.87  43.52  86.24   1792    5.093    33    7.670   12.763         額。。。怎麼說呢，要看懂這些信息表明什麼意思，還必須對jvm的gc機制有必定的瞭解才行啊。其實若是對sun的 hot spot jvm的gc比較瞭解的人，應該很容易看懂這些信息，可是不清楚gc機制的人，有點莫名其妙，因此在這裏我仍是先講講sun的jvm的gc機制吧。說到gc，其實不只僅只是java的概念，其實在java以前，就有不少語言有gc的概念了，gc嘛就是垃圾收集的意思，更多的是一種算法性的東西，而跟具體語言沒太大關係，因此關於gc的歷史，gc的主流算法我就不講了，那扯得太遠了，扯得太遠了就是扯淡。sun如今的jvm，內存的管理模型是分代模型，因此gc固然是分代收集了。分代是什麼意思呢？就是將對象按照生命週期分紅三個層次，分別是：新生代，舊生代，持久代。對象剛開始分配的時候，大部分都在新生代，當新生代gc提交被觸發後了，執行一次新生代範圍內的gc，這叫minor gc，若是執行了幾回minor gc後，還有對象存活，將這些對象轉入舊生代，由於這些對象已經通過了組織的重重考驗了哇。舊生代的gc頻率會更低一些，若是舊生代執行了gc，那就是full gc，由於不是局部gc，而是全內存範圍的gc，這會形成應用停頓，由於全內存收集，必須封鎖內存，不準有新的對象分配到內存，持久代就是一些jvm期間，基本不會消失的對象，例如class的定義，jvm方法區信息，例如靜態塊。須要主要的是，新生代裏又分了三個空間：eden，susvivor0，susvivor1，按字面上來理解，就是伊甸園區，倖存1區，倖存2區。新對象分配在eden區中，eden區滿時，採用標記-複製算法，即檢查出eden區存活 的對象，並將這些對象複製到是s0或s1中，而後清空eden區。jvm的gc說開來，不僅是這麼簡單，例如還有串行收集，並行收集，併發收集，還有著名的火車算法，不過那說得太遠了，如今對這個有大體瞭解就好。說到這裏，再來看一下上面輸出的信息：      S0       S1       E        O          P       YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT    54.62   0.00  42.87  43.52  86.24   1792    5.093    33    7.670   12.763   S0:新生代的susvivor0區，空間使用率爲54..62% S1:新生代的susvivor1區，空間使用率爲0.00%(由於尚未執行第二次minor收集) E:eden區，空間使用率42.87% O:舊生代，空間使用率43.52% P:持久帶，空間使用率86.24% YGC:minor gc執行次數1792次 YGCT:minor gc耗費的時間5.093毫秒 FGC:full gc執行次數33 FGCT:full gc耗費的時間7.670毫秒 GCT:gc耗費的總時間12.763毫秒    怎樣選擇工具      上面列舉的一些工具，各有利弊，其實若是在開發環境，使用什麼樣的工具是無所謂的，只要能獲得結果就好。可是在生產環境裏，卻不能亂選擇，由於這些工具自己就會耗費大量的系統資源，若是在一個生產服務器壓力很大的時候，貿然執行這些工具，可能會形成很意外的狀況。最好不要在服務器本機監控，遠程監控會比較好一些，可是若是要遠程監控，服務器端的啓動腳本要加入一些jvm參數，例如用jconsloe遠程監控tomcat或jboss等，都須要設置jvm的jmx參數，若是僅僅只是分析服務器的內存分配和gc信息，強烈推薦，先用jmap導出服務器端的jvm的堆dump文件，而後再用jhat，或者jvisualvm，或者eclipse內存分析器來分析內存情況。 一波三折的rmi調用 | 在路上