深入理解jvm--性能监控工具

1.jvm监控工具介绍

1.1.jconsole

　　JConsole是一个基于JMX的GUI工具，用于连接正在运行的JVM，不过此JVM需要使用可管理的模式启动。

1.2.启动jconsole

　　通过JDK/bin目录下的“jconsole.exe”启动Jconsole后，将自动搜索出本机运行的所有虚拟机进程，双击其中一个进程即可开始监控。

　　也可以“远程连接服务器，进行远程虚拟机的监控。

　　

　　补充：根据端口号查看进程

　　netstat -ano |findstr 8080
　　解释：|findstr 8080 表示过滤出包括8080的数据，相当于关键字查找

1.2.1.概览页面

　　进入监控界面后如下图

　　

　　概述页面显示的是整个虚拟机主要运行数据的概览。

1.2.2.内存监控

　　

1.2.3线程监控

　　此处的线程监控，可以方便的进行死锁检测，非常重要

　　

1.2.4.类加载监控

　　

1.2.5.jvm报表

 　　

1.3.jvisualvm

　　提供了和jconsole的功能类似，提供了一大堆的插件。
　　插件中，Visual GC（可视化GC）还是比较好用的，可视化GC可以看到内存的具体使用情况。

　　启动方式，打开java安装目录，启动 bin/jvisualvm.exe 应用。

2.内存溢出实战模拟

　　本节将以实际案例结合上面的jvm监控工具，深入的理解jvm！

2.1.案例一：内存溢出实战模拟

　　测试代码：

package com.wfd360.outofmemory;

import java.util.ArrayList;

/**
 * VM Args：
 * -Xms20m -Xmx20m
 */
public class TestMemory {
    static class OOMObject {
        public byte[] byt = new byte[1 * 1024 * 1024];
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Thread.sleep(10000);
        fillHeap(100);
        Thread.sleep(10000);
    }

    public static void fillHeap(int num) throws Exception {
        ArrayList<OOMObject> list = new ArrayList<OOMObject>();
        for (int i = 0; i < num; i++) {
            Thread.sleep(500);
            list.add(new OOMObject());
            System.out.println("num=" + i);
        }
        System.gc();
    }


}

　　测试jvm参数设置：

　　

　　测试结果：

　　当创建第16个对象时，内存溢出

　　

　　可视化内存信息观察：

　　

　　分代回收机制理解：

　　https://www.cnblogs.com/newAndHui/p/11106232.html

2.2.案例二：线程的异常等待与异常运行

　　测试代码如下：

package com.wfd360.outofmemory;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;

public class TestThread {
    /**
     * 死循环演示
     *
     */
    public static void createBusyThread() {
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("createBusyThread");
                while (true)
                    ;
            }
        }, "testBusyThread");
        thread.start();
    }

    /**
     * 线程锁等待
     *
     */
    public static void createLockThread(final Object lock) {
        Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("createLockThread");
                synchronized (lock) {
                    try {
                        lock.wait();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }

            }
        }, "testLockThread");
        thread.start();
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        br.readLine();
        createBusyThread();
        br.readLine();
        Object object = new Object();
        createLockThread(object);
    }
}

 　　线程监视图：

　　

　　线程dump:

 　　

　　总结：通过线程可视化观察，“testLockThread”线程一直处于等待状态，那么我们就可以使用dump,导出堆栈信息，查看具体原因。

2.3.案例三：线程死锁实战演示

 　　测试代码：

package com.wfd360.thread;

public class DeadThread implements Runnable {
    //控制锁顺序
    private boolean lockFormer;
    //对象1
    private static Object o1 = new Object();
    //对象2
    private static Object o2 = new Object();

    DeadThread(boolean lockFormer) {
        this.lockFormer = lockFormer;
    }

    @Override
    public void run() {
        if (this.lockFormer) {
            synchronized (o1) {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (o2) {
                    System.out.println("1ok");
                }
            }
        } else {
            synchronized (o2) {
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (o1) {
                    System.out.println("2ok");
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            new Thread(new DeadThread(true)).start();
            new Thread(new DeadThread(false)).start();
        }
    }
}

 　　jvm内存监控观察：

　　

　　死锁检测：

　　

2.3.1.死锁的构成基本条件

1、互斥条件：一份资源每次只能被一个进程或线程使用（在Java中一般体现为，一个对象锁只能被一个线程持有）

2、请求与保持条件：一个进程或线程在等待请求资源被释放时，不释放已占有资源

3、不可剥夺条件：一个进程或线程已经获得的资源不能被其他进程或线程强行剥夺

4、循环等待条件：形成一种循环等待的场景

2.4.案例四：内存快照分析

　　测试代码：

package com.wfd360.outofmemory;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 演示堆内存溢出
 * 配置jvm参数
 * VM Args：
 * -Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=f:/test/dump
 * 参数-XX：+HeapDumpOnOutOfMemoryError可以让虚拟机在出现内存溢出异常时Dump出当前的内存堆转储快照以便事后进行分析,文件在项目中
 */
public class HeapOOM {
    static class OOMObject {
        public byte[] byt = new byte[1 * 1024*1024];
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<OOMObject> list = new ArrayList<OOMObject>();
        while (true) {
            list.add(new OOMObject());
        }
    }
}

 　　jvm参数配置：

　　

　　测试结果：

　　

 　　这时生产的内存快照在 f:/test/dump 中

　　接下来，使用工具分析内存快照：

　　1.解压 MemoryAnalyzer-1.5.0.20150527-win32.win32.x86_64.zip

　　　　百度网盘下载链接：https://pan.baidu.com/s/1NYzO2ykruGAURg2SrPJqCQ
　　　　提取码：mtqc
　　2.启动 MemoryAnalyzer.exe

　　　　

　　3.打开刚才生成的内存快照  f:/test/dump 

　　　　

　　4.内存快照分析

　　　　

　　　　从内存快照中可以清楚的看到产生内存溢出的原因。

　　　　

　　　　内存占比列表。

　　　　还有其他的功能，大家自己点击查看。