性能监控工具以及java堆分析OOM
一、性能监控工具
1.系统性能监控
Linux
-确定系统运行的整体状态，基本定位问题所在
-uptime：
------系统时间
------运行时间（例子中为127天）
------连接数（每个终端算一个连接）
------1,5,15分钟内的系统平均负载（运行队列中的平均进程数）
-top命令：动态查看进程变化，监控linux的系统状况
-vmstat：显示虚拟内存状态（“Viryual Memor Statics”），但是它可以报告关于进程、内存、I/O等系统整体运行状态，如果CPU占用很高，上下文切换频繁，说明系统有现成正在频繁切换
-pidstat：监控全部或指定进程占用系统资源的情况
------细致观察进程
------需要安装：sudo apt-get install sysstat
------监控CPU
------监控IO
------监控内存
pidstat –p 2962 –u 1 3 -t
-p指定进程号，-u监控CPU 1秒采样 一共3次、-t显式线程
Windows
-任务管理器
-Perfmon
------Windows自带多功能性能监控工具
-Process Explorer（进程浏览器）
-pslist（需要下载PSTOOLS）
https://docs.microsoft.com/zh-cn/sysinternals/downloads/pstools
------命令行工具，可用于自动化数据收集，显式java程序的运行情况
2.java自带的工具
查看java程序运行细节，进一步定位问题
-jps：列出java进程，类似于ps命令
------参数-q可以指定jps只输出进程ID，不输出类的短名称
------参数-m可以用于输出传递给java进程（主函数）的参数
------参数-l可以用于输出主函数的完整路径
------参数-v可以显示传递给jvm的参数
-jinfo：用来查看正在运行的java应用程序的扩展参数，甚至支持在运行时，修改部分参数
------ -flag
------ -flag[+|-]
------ -flag
-jmap：生成java应用程序的堆快照和对象的统计信息
------ jmap -histo 1536 >e:\project\JVM\s.txt
-Dump堆
------ jmap -dump:format=b,file=e:\project\JVM\heap.hprof 6900
-jstack:打印线程dump
------ -l打印锁信息
------ -m 打印java和native的帧信息
------ -F 强制dump， 当jstack没有响应时使用
jstack 6900 >> e:\project\JVM\a.txt
线程id号tid都是16进制
-JConsole
------图形化监控工具
------可以查看java应用程序的运行情况，监控堆信息，永久区使用情况，类加载等
-Visual VM
------是一个功能强大的多合一故障诊断和性能监控的可视化工具
二、java堆分析
1.内存溢出（OOM）的原因
-在jvm中，有哪些内存区间
------ 堆，永久区，线程栈，直接内存
------ 线程栈，是操作系统分配给jvm的一块内存区域，虽然说不在堆里面，但是这几块区域的总大小，不能超过操作系统能够分配给jvm的内存空间，一般32位系统，不能超过2g，当然肯定不能超过计算机的物理内存。
------ 如果上述四块内存区域，只要有一块申请的空间不能得到满足，那么就可能引起内存溢出（OOM）
------ 堆溢出
| import java.util.ArrayList; public class TestHeapOOM { public static void main(String[] args) { ArrayList for(int i = 0; i < 1024 * 1024; i++) { list.add(new byte[1 * 1024 * 1024]); } } }
|
| 占用大量堆空间，直接溢出--------解决：增大堆空间，及时释放内存 |
------永久区OOM（使用cglib进行测试，由于环境问题，没有做测试，就截了视频的图）
| public class TestPerGenOOM{ public static void main(String[] args){ for(int i = 0; i < 100000; i++){ CglibBean bean = new CglibBean("****", new HashMap()); } } }
解决方法：增大perm区，允许class原数据回收 |
------java栈溢出
这里的栈溢出指，在创建线程的时候，需要为线程分配栈空间，这个栈空间是向操作系统请求的，如果操作系统无法给出足够的空间，就会抛出OOM
| 操作系统可分配 |
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| 堆空间 |
线程栈空间 |
| public class TestStackOOM implements Runnable{ public void run(){ try{ Thread.sleep(10000000); }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); } } public static void main(String[] args){ for(int i = 0; i < 10000000; i++){ new Thread(new TestStackOOM(), "Thread" + 1).start(); System.out.println("Thread" + i + " created"); } } }
一直不会触发内存溢出 ，视频中是 Exception in thread ”main” java.lang.OutOfMemoryError;unable to create new native thread. 解决方法：减少堆内存，减少线程栈的大小（每个线程拥有线程栈，如果栈大小越小，那么在总空间一定的情况下，就能创建更多线程 ） |
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------直接内存溢出（ByteBuffer.allocateDirect()无法从操作系统中获取足够空间）
| 操作系统可分配 |
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| 堆空间 |
线程栈空间 |
直接内存 |
| import java.nio.ByteBuffer; public class TestDirectOOM { public static void main(String[] args) { for(int i = 0; i < 1024; i++){ ByteBuffer.allocateDirect(1024 * 1024); System.out.println(i); System.gc(); } } }
java -Xmx1g -XX:+PrintGCDetails TestDirectOOM 依然没有发生内存溢出，搞不清原因，截了视频的图
新生代，老年代都没有使用过多，基本可以断定是直接内存出问题 解决方法：减少堆内存，有意触发GC |
||
2.支配树、浅堆、深堆
-浅堆：一个对象所占用的内存大小
浅堆（Shallow Heap）是指一个对象所消耗的内存。在32位系统中，一个对象引用会占据4个字节，一个int类型会占据4个字节，long型变量会占据8个字节，每个对象头需要占用8个字节。下面以String为例
2个int值共占8字节，对象引用占用4字节，对象头8字节，合计20字节，向8字节对齐，也就是8的倍数，故占24字节
这24字节为String对象的浅堆大小。它与String的value实际取值无关，无论字符串长度如何，浅堆大小始终是24字节
深堆：一个对象被GC回收后，可以真实释放的内存大小
了解深堆，首先需要了解保留集，对象A的保留集指当对象A被垃圾回收之后，可以被释放的所有对象的集合（包括对象A本身），即只能通过对象A被直接或间接访问到的所有对象的集合（包括A），被访问的对象入度为1，且这个1就是A或者A间接访问的对象。
----只能通过对象访问到的（直接或间接）所有对象的浅堆之和（支配树）
另外一个概念，对象的实际大小，定义为一个对象所能触及的所有对象的浅堆大小之和
上图中，A的浅堆大小只是A本身，不含C和D，而实际大小是ACD三者之和。而A的深堆大小为A与D之和，因为C还有B的引用。
支配树
左图表示对象引用图，右图表示左图所对应的支配树。对象A和B由根对象直接支配，由于在到对象C的路径中，可以经过A，也可以经过B，因此对象C不能被A和B支配，所以它的直接支配者也是根对象。对象F与对象D相互引用，因为到对象F的所有路径必然经过对象D，因此，对象D是对象F的直接支配者。而到对象D的所有路径中，必然经过对象C，即使是从对象F到对象D的引用，从根节点出发，也是经过对象C的，所以，对象D的直接支配者为对象C；同理，对象E支配对象G。到达对象H的可以通过对象D，也可以通过对象E，因此对象D和E都不能支配对象H，而经过对象C既可以到达D也可以到达E，因此对象C为对象H的直接支配者。
支配者被回收，被支配对象也会被回收