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你不知道的Java秘密(1)

編輯:J2EE

51CTO給各位讀者講過《Java的8大技術優勢》,很多開發者覺得自己懂Java編程,事實是大多數開發人員都只領會到了Java平台的皮毛,所學也只夠應付工作。作者將深度挖掘Java平台的核心功能,揭示一些鮮為人知的事實,幫助您解決最棘手的編程困難。

當應用程序性能受到損害時,大多數開發人員都驚慌失措,這在情理之中。跟蹤Java應用程序瓶頸來源一直以來都是很麻煩的,因為Java虛擬機有黑盒效應,而且Java平台分析工具一貫就有缺陷。

然而,隨著Java5中JConsole的引入,一切都發生了改變。JConsole是一個內置Java性能分析器,可以從命令行或在GUIshell中運行。它不是完美的,但是當尖頭老板來問你關於性能的問題時,用它來應對還是綽綽有余的——這比查詢PapaGoogle要好得多。

我們將向您展示5個方法,使您可以輕松地使用JConsole(或者,它更高端的“近親”VisualVM)來監控Java應用程序性能和跟蹤Java中的代碼。

1.JDK附帶分析器

許多開發人員沒有意識到從Java 5開始JDK中包含了一個分析器。JConsole(或者Java平台最新版本,VisualVM)是一個內置分析器,它同Java編譯器一樣容易啟動。如果是從命令行啟動,使JDK在PATH上,運行jconsole即可。如果從GUIshell啟動,找到JDK安裝路徑,打開bin文件夾,雙擊jconsole。

當分析工具彈出時(取決於正在運行的Java版本以及正在運行的Java程序數量),可能會出現一個對話框,要求輸入一個進程的URL來連接,也可能列出許多不同的本地Java進程(有時包含JConsole進程本身)來連接。

使用JConsole進行工作

在Java 5中,Java進程並不是被設置為默認分析的,而是通過一個命令行參數—-Dcom.sun.management.jmxremote——在啟動時告訴Java 5 VM打開連接,以便分析器可以找到它們;當進程被JConsole撿起時,您只能雙擊它開始分析。

分析器有自己的開銷,因此最好的辦法就是花點時間來弄清是什麼開銷。發現JConsole開銷最簡單的辦法是,首先獨自運行一個應用程序,然後在分析器下運行,並測量差異。(應用程序不能太大或者太小;我最喜歡使用JDK附帶的SwingSet2樣本。)因此,我使用-verbose:gc嘗試運行SwingSet2來查看垃圾收集清理,然後運行同一個應用程序並將JConsole分析器連接到它。當JConsole連接好了之後,一個穩定的GC清理流出現,否則不會出現。這就是分析器的性能開銷。

JConsole或VisualVM?

JConsole從Java 5開始就隨著Java平台版本一起發布,而VisualVM是在NetBeans基礎上升級的一個分析器,在Java 6的更新版12中第一次發布。多數還沒有更新到Java 6,因此這篇文章主要介紹JConsole。然而,多數技巧和這兩個分析器都有關。

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2.遠程連接進程

因為Web應用程序分析工具假設通過一個套接字進行連通性分析,您只需要進行少許配置來設置JConsole(或者是基於JVMTI的分析器,就這點而言),監控/分析遠程運行的應用程序。

如果Tomcat運行在一個名為“webserve”的機器上,且JVM已經啟動了JMX並監聽端口9004,從JConsole(或者任何JMX客戶端)連接它需要一個JMX URL“service:jmx:rmi:///jndi/rmi://webserver:9004/jmxrmi”。

基本上,要分析一個運行在遠程數據中心的應用程序服務器,您所需要的僅僅是一個JMX URL。

3.跟蹤統計

JConsole有許多對收集統計數據有用的選項卡,包括:

◆Memory:在JVM垃圾收集器中針對各個堆跟蹤活動。

◆Threads:在目標JVM中檢查當前線程活動。

◆Classes:觀察VM已加載類的總數。

這些選項卡(和相關的圖表)都是由每個Java 5及更高版本VM在JMX服務器上注冊的JMX對象提供的,是內置到JVM的。一個給定JVM中可用bean的完整清單在MBeans選項卡上列出,包括一些元數據和一個有限的用戶界面來查看數據或執行操作。(然而,注冊通知是在JConsole用戶界面之外。)

使用統計數據

假設一個Tomcat進程死於OutOfMemoryError。如果您想要弄清楚發生了什麼,打開JConsole,單擊Classes選項卡,過一段時間查看一次類計數。如果數量穩定上升,您可以假設應用程序服務器或者您的代碼某個地方有一個ClassLoader漏洞,不久之後將耗盡PermGen空間。如果需要更進一步的確認問題,請看Memory選項卡。

不要成為典型

發現應用程序代碼中性能問題的常用響應多種多樣,但也是可預測的。早期的Java編程人員對舊的IDE可能十分生氣,並開始進行代碼庫中主要部分的代碼復查,在源代碼中尋找熟悉的“紅色標志”,像異步塊、對象配額等等。隨著編程經驗的增加,開發人員可能會仔細研究JVM支持的-X標志,尋找優化垃圾收集器的方法。當然,對於新手,直接去Google查詢,希望有其他人發現了JVM的神奇的“make it go fast”轉換,避免重寫代碼。

從本質上來說,這些方法沒什麼錯,但都是有風險的。對於一個性能問題最有效的響應就是使用一個分析器——現在它們內置在Java平台,我們確實沒有理由不這樣做!

4.為離線分析創建一個堆轉儲

生產環境中一切都在快速地進行著,您可能沒有時間花費在您的應用程序分析器上,相反地,您可以為Java環境中的每個事件照一個快照保存下來過後再看。在JConsole中您也可以這樣做,在VisualVM中甚至會做得更好。
先找到MBeans選項卡,在其中打開com.sun.management節點,接著是HotSpotDiagnostic節點。現在,選擇Operations,注意右邊面板中的“dumpHeap”按鈕。如果您在第一個(“字符串”)輸入框中向dumpHeap傳遞一個文件名來轉儲,它將為整個JVM堆照一個快照,並將其轉儲到那個文件。

稍後,您可以使用各種不同的商業分析器來分析文件,或者使用VisualVM分析快照。(記住,VisualVM是在Java 6中可用的,且是單獨下載的。)

5.JConsole並不是高深莫測的

作為一個分析器實用工具,JConsole是極好的,但是還有更好的工具。一些分析插件附帶分析器或者靈巧的用戶界面,默認情況下比JConsole跟蹤更多的數據。

JConsole真正吸引人的是整個程序是用“普通舊式Java”編寫的,這意味著任何Java開發人員都可以編寫這樣一個實用工具。事實上,JDK其中甚至包括如何通過創建一個插件來定制JConsole的示例。建立在NetBeans頂部的VisualVM進一步延伸了插件概念。

如果JConsole(或者VisualVM,或者其他任何工具)不符合您的需求,或者不能跟蹤您想要跟蹤的,或者不能按照您的方式跟蹤,您可以編寫屬於自己的工具。如果您覺得Java代碼很麻煩,Groovy或JRuby或很多其他JVM語言都可以幫助您更快完成。

您真正需要的是一個快速而粗糙(quick-and-dirty)的由JVM連接的命令行工具,可以以您想要的方式確切地跟蹤您感興趣的數據。

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