JVM-11虚拟机性能监控与故障处理工具之【JDK的可视化工具-JConsole】
文章目录
- 思维导图
- 概述
- JConsole: Java监视与管理平台
- 启动jconsole
- 内存监控示例
- VM ARGS
- 代码
- JConsole监控展示及说明
- 扩展问题
- 没有指定-Xmn,如何确定新生代和Eden的大小
- 为何老年代的柱状图信息仍显示峰值状态，如何调整代码回收该区域
- 线程监控示例
- 活锁等待示例
- 死锁等待示例
思维导图
概述
JVM-10虚拟机性能监控与故障处理工具之【命令行】我们接触了JDK提供的命令行工具，JDK还为我们提供了两个功能强大的可视化工具：JConsole和VisualVM。
JConsole在JDK1.5版本供就已经提供，而VisualVM是在JDK1.6 Update7中才首次发布。现在已经成为Oracle主力推动的多合一故障处理工具。
JConsole: Java监视与管理平台
JConsole ( Java Monitoring and Management Console)是一种基于JMX的可视化监控、管理工具。 它管理部分的功能是针对JMX MBean进行管理。 由于MBean可以在代码、中间件服务器的管理控制台或者所有符合JMX规范的软件进行访问。
所以我们这里重点介绍JConsole监视部分的功能。
启动jconsole
通过JDK安装目录下的bin目录“jconsole.exe”启动JConsole后，会自动列出本机运行的所有虚拟机进程，无需通过jps来查询了。除了本地进程，也可以使用“远程进程”的共鞥来连接远程服务器。
内存监控示例
VM ARGS
-Xms100m -Xmx100m -XX:+UseSerialGC -verbose:gc -XX:+PrintGCDetails
堆最小内存100M 最大内存100M， 即为不可扩展。 使用Serial垃圾收集器。同时为了方便和图形化界面展示的数据比对，我们打印GC日志以及堆信息
代码
package com.artisan.gc;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class OOMObject {
// 内存占位符对象 一个object 大约占用64kb
public byte[] object = new byte[64 * 1024];
public static void fillData2Heap(int number) throws InterruptedException {
List objectList = new ArrayList();
for (int i = 0; i < number; i++) {
// 休眠50毫秒,使曲线变化的更加明显
Thread.sleep(50);
objectList.add(new OOMObject());
}
System.gc();
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
fillData2Heap(1000);
// 为了让JConsole上的内存变化体现在工具上，让主线程不要立刻退出，休眠10S
Thread.sleep(10 * 1000);
}
}
JConsole监控展示及说明
运行程序，执行JConsole.exe .
上图为整个堆内存的使用情况，可以看到随着程序的运行，整个堆中内存使用是一个平滑向上增长的曲线（平的部分为Thread.sleep(10 * 1000)造成的，）程序运行结束退出后，内存归为0。
然后我们我们来看下Eden区域的曲线变化情况，如下图。
可以很明显的看到发生了2次 Minor GC. 和输出的GC日志信息一致。
同时在这里也可以看出来
新生代主要是复制算法，这里的统计信息也是 2次收集。
扩展问题
没有指定-Xmn,如何确定新生代和Eden的大小
可以从如下图中查看每个分区的内存分配情况
当然也可以粗略计算出来
默认的，新生代 ( Young ) 与老年代 ( Old ) 的比例的值为 1:2 ( 该值可以通过参数 –XX:NewRatio 来指定 )，即：新生代 ( Young ) = 1/3 的堆空间大小。老年代 ( Old ) = 2/3 的堆空间大小。
堆内存为100M，采用默认的–XX:NewRatio，可以推算出 新生代占用1/3 , 33M .
没有指定-XX:SurvivorRatio ， 默认为8。
新生代又分为 Eden区、SurvivorFrom、SurvivorTo三个区
默认的，Edem : from : to = 8 : 1 : 1 ( 可以通过参数 –XX:SurvivorRatio 来设定 )，即： Eden = 8/10 的新生代空间大小，from = to = 1/10 的新生代空间大小。
JVM 每次只会使用 Eden 和其中的一块 Survivor 区域来为对象服务，所以无论什么时候，总是有一块 Survivor 区域是空闲着的。
因此，新生代实际可用的内存空间为 9/10 ( 即90% )的新生代空间,只有10%的内存被“浪费”,最大限度的节约资源。
Eden内存区的大小为 (33M * 9/10 ) 新生代可用的空间 * 8/9 （Eden占用新生代的比例） = 27033.6KB 。 和 图中显示的27328 KB 接近。
为何老年代的柱状图信息仍显示峰值状态，如何调整代码回收该区域
可以看到老年代仍然占据很大的内存空间，是因为 虽然执行了System.gc()。 但是是在fillData2Heap方法内执行的。 在方法内，List是存活的，该方法还没退出，gc无法回收。
只要在该方法外执行GC就可以将老年代的内存回收。 我们来实践下
启动JConsole
线程监控示例
上面的“内存”可以看做是 jstat命令的话，“线程”页签就可相当于jstack命令， 遇到线程停顿时可以使用这个页签进行监控分析。 用于定位线程长时间停顿的原因，比如等待外部资源（数据库连接、网络资源、设备资源等），锁等待（活锁和死锁）、死循环。
活锁等待示例
package com.artisan.gc;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
public class ThreadWaitTest {
/**
*
*
* @Title: createBusyThread
*
* @Description: 线程死循环演示
*
*
* @return: void
*/
public static void createBusyThread() {
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
while (true) {
// do something
// System.out.println("busyThread running");
}
}
}, "busyThread");
// 启动线程
thread.start();
}
/**
*
*
* @Title: createLockThread
*
* @Description: 线程锁等待演示
*
* @param lock
*
* @return: void
*/
public static void createLockThread(final Object lock) {
Thread thread = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
synchronized (lock) {
try {
lock.wait();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}, "lockThread");
thread.start();
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println("请输入");
BufferedReader bReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
bReader.readLine();
createBusyThread();
bReader.readLine();
Object object = new Object();
createLockThread(object);
}
}
运行程序，启动 jconsole, 选择该进程 ，选择 “线程”页签，
首先查看main线程
堆栈追踪显示
BufferedReader在readBytes方法中等待System.in的键盘输入，这时线程状态为Runnable状态，Runnable状态的线程会被分配运行时间，但readBytes方法检测到流没有更新会立刻归还执行令牌，这种等待只消耗很小的cpu资源。
输入内容后，接着监控 “busyThread”线程
可以看出一直在ThreadWaitTest.java的 第24行停留 ，我们查看ThreadWaitTest的24行内容
while (true)
这时线程为Runnable状态，而且没有归还线程执行令牌的动作，会在空循环上用尽全部的执行时间，直到线程切换，这种等待会消耗较多的CPU资源。
接着控制台再输入内容
继续回到jconsole查看 “lockThread”线程
lockThread线程正在处于正常的活锁等待，只要lock对象的notify或者notifyAll方法被调用，这个线程便可以继续执行。
死锁等待示例
package com.artisan.gc;
public class ThreadLockTest {
static class ThreadDemo implements Runnable {
int a, b;
public ThreadDemo(int a, int b) {
this.a = a;
this.b = b;
}
@Override
public void run() {
synchronized (Integer.valueOf(a)) {
synchronized (Integer.valueOf(b)) {
System.out.println(a + b);
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
// 加入循环，是为了更高概率的造成死锁
for (int i = 0; i < 200; i++) {
new Thread(new ThreadDemo(1, 2)).start();
new Thread(new ThreadDemo(2, 1)).start();
}
}
}
先分析下造成死锁的原因： Integer.valueOf()方法基于减少对象创建次数和节省内存的考虑，【-128，127】之间的数字会被缓存，当valueOf()方法传入参数在这个范围内的时候，将直接返回缓存中的对象。 也就是说上述代码中虽然调用了200次的Integer.valueOf()方法，但是入参为1和2，一共就返回了2个不同的对象。 假如在某个线程的两个synchronized块之间发生了一次线程切换，那么就会出现线程A等着被线程B持有的Integer.valueOf(1),线程B等着被线程A持有的Integer.valueOf(2),造成死锁。
点击“检测到死锁”按钮，如果 有死锁将会出现一个新的“死锁”页签。
可以看到Thread-27和Thread-28互相阻塞，已经没有等到锁释放的希望了。