JAX London：使用Java飞行记录器实现生产环境的性能分析

在今年的JAX London上，来自甲骨文Java平台组的Ola Westin介绍了Java任务控制（Java Mission Control，JMC）和Java飞行记录器（Java Flight Recorder，JFR）的功能。

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Westin首先在整体上介绍了JMC和JFR，然后为观众展示了如何创建和分析记录（recording）并为观众提供了一个样例。在本文中，InfoQ将会带领读者回顾Westin的演讲。

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Java任务控制概览

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Java任务控制是一个图形化的界面，它借助JMX控制台（提供了服务器的原始视图）和Java飞行记录器（Java Flight Recorder）（收集、分析和诊断应用的数据）的帮助，能够可视化Java虚拟机（Java VM）的行为。

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JMC（jmc命令）打包在了Java开发工具集中（JDK），位于bin目录下。额外的日志可以通过使用 –consoleLog –debug选项来启用。各种体验式的插件（比如针对DTrace、JMX控制台的插件）也可以进行在JMC中进行下载。

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Java飞行记录器概览

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Java飞行记录器会收集Java应用程序以及Java VM的行为信息。JFR构建在了Java VM之中，能够为用户提供运行时的信息。使用JFR并不会影响其他的Java VM优化，它的最小开销会小于2%。

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JFR有不同的事件，比如即时事件（instant event）、持续事件（duration event）以及可请求事件（request-able event）。即时事件只会在某个时间点发生（比如线程启动），因此它的开销最小，但是持续事件（如垃圾收集等）是基于阈值的，与之类似，可请求事件（比如方法分析采样）基于可配置的时间段，因此这些事件的开销差异很大。

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JFR的采样性能分析器并不需要线程处于安全点上，也不会记录每个方法的调用（它只会探测热点方法）。按照该演讲所述，对于调用原生方法的线程，并没有与之相关的采样。

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有两种不同类型的记录：固定时间（性能分析）的记录以及持续的记录，它们都会dump到一个文件中。

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创建记录

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要使用JFR来创建记录，我们需要在启动JVM的时候添加如下的命令行选项：-XX:+UnlockCommercialFeatures -XX:+FlightRecorder

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从Java 8 update 40开始，我们还可以在运行时通过JMC或者jcmd方案来创建JFR记录。

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如下的三幅图片分别展现了如何利用上述的三种方案来创建JFR记录。

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我们还可以按照下图的方式记录远程的系统：

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分析记录

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在演讲中，Westin强调在进行任何的深入调查之前，提出正确问题是非常重要的。接下来他给出了一个样例，这个样例阐述了“热点方法”的问题，如下所示：

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在这里，当“Hot Methods” tab选中的时候，我们可以看到LinkedList.indexOf(Object)占据了总采样数量的97.35%。在深入研究调用栈的时候，我们发现在链式列表中有一个contains(Object)方法，这个方法需要O(n)的迭代。为了解决这个问题，Westin运行了另外一个JFR记录，将LinkedList替换为HashSet，它的结果如下所示：

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随后，Westin又介绍了两个样例：其中一个是关于线程竞争的，另一个是因为自动装箱所导致的内存分配。最后，他进行了总结展望，相关的slide如下所示：

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查看英文原文：JAX London: Production Time Profiling Using Java Flight Recorder