【jvm系列-12】jvm性能调优篇---GUI工具的基本使用

JVM系列整体栏目

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内容	链接地址
【一】初识虚拟机与java虚拟机	https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/129544460
【二】jvm的类加载子系统以及jclasslib的基本使用	https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/129610963
【三】运行时私有区域之虚拟机栈、程序计数器、本地方法栈	https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/129684076
【四】运行时数据区共享区域之堆、逃逸分析	https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/129796509
【五】运行时数据区共享区域之方法区、常量池	https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/129958466
【六】对象实例化、内存布局和访问定位	https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130057210
【七】执行引擎，解释器、JIT即时编译器	https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130088553
【八】精通String字符串底层机制	https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130154453
【九】垃圾回收底层原理和算法以及JProfiler的基本使用	https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130261481
【十】垃圾回收器的种类以及内部的执行原理	https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130261481
【十一】jvm性能调优篇之命令行工具的基本使用	https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130641456
【十二】jvm性能调优篇之GUI工具的基本使用	https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130745931

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一，JVM的诊断监控以及GUI工具的使用

1，GUI工具概述

命令行工具或者组合可以获取到Java应用性能相关的基础信息，但是也存在着一定的局限性，如无法获取到方法级别的数据分析，方法之间的调用关系，调用的次数和调用的时间等，并且使用命令行工具时，需要登录到Java应用所在的虚拟机上，使用起来不是很方便，并且最后通过终端将数据输出展示，不够直观。 因此为了解决命令行工具所带来的问题，则有了GUI工具的诞生。

在图形化工具中，主要分为JDK自带工具和一些第三方工具，JDK自带工具主要有 jConsole，visual VM、JMC 等，第三方工具主要有MAT、JProfiler、Arthas、Btrace。jconsole和visual VM是必须要了解和掌握的，JProfiler和Arthas是属于第三方的，相对于前二者，第三方工具的功能会更多和更强大

2，jConsole

jconsole是用于对jvm内存、线程和类的监控，是一个基于JMX的GUI性能的监控工具。可以在jdk安装目录下面的bin目录下面找到这个jconsole.exe双击进行启动，也可以直接通过在cmd命令中输入jconsole将此工具打开，打开后的界面如下

jconsole的连接方式有三种，分别是Local本地连接，Remote远程连接、Advanced连接，使用远程连接的话需要通过一个JMX的代理，并且设置对应的用户名和密码，从而进行授权。而使用本地连接需要注意的是，启动本地代码的用户和启动jconsole的用户得是同一个用户。

这里以本地连接为例，随便运行一段代码，然后在cmd命令行工具中输入jconsole，随后不需要通过jps就可以在本地进程中找到其进程号，然后再双击进去这个进程里面，就可以发现以下的界面，通过下图可以发现，在该界面中，可以实时的监控着堆内存、线程、类、cpu占用率的使用情况。

如其内存的监控情况如下，会显示堆内存和非堆内存的信息，堆内存又会分成Eden区和Survivor区，并且每时每秒都对内存进行监控着，其折线图如下，代表的是内存达到一定的量就会触发一次GC

同时也对线程每时每秒的进行监控着，同时这里面还有监测死锁的功能，jstack所对应的GUI

并且可以通过 VM概要 得知一些新生代老年代使用的垃圾收集器的名称，操作系统，jvm供应商等信息

3，Visual Vm(重点)

Visual VM是一个功能强大的多合一的故障诊断和性能监控的可视化工具，集成了多个JDK命令行工具，使用他可以显示虚拟机进程的配置和环境的信息(jps，jinfo)，监视应用程序的CPU，GC，堆，方法区以及线程的信息(jstack，jstat)等，甚至可以代替jConsole的使用。

Visual VM不仅自身功能强大，他还有一个特点就是支持插件的扩展，并且插件的安装也很方便。如之前安装过的这个查看这个Visual GC的这个插件。打开这个Visual VM只需要找到jdk的安装目录下的bin目录，找到这个JVisual VM双击即可打开。

又主要分为远程监控和本地监控，远程监控这里暂时不考虑，主要是本地监控，这里会监控着所有的jvm进程。

可以直接在进程右键生成堆Dump的快照文件和线程的快照文件，快照文件就类似于那一刻的一个截图。可以通过查看这个快照文件查看堆栈信息，死锁问题等。

除了堆栈之外，还可以对这个CPU和内存进行分析，也可以将此生成对应的快照。

4，JProfiler(强)

在运行java的时候想测试内存的占用情况，这时候就需要用到测试工具。在eclipse里面有MAT插件可以测试，在idea中也有一个插件，就是JProfiler。相对于Visual VM，JProfiler这款工具相对而言更加强大，属于是非JDK自带的工具，因此需要进行付费才能使用。

JProfiler的功能强大，操作也比较友好，对被分析应用的影响小，对CPU，Thread，Memory分析功能强大，同时也支持jdbc，nosql，jsp，serverlet，socket等的操作，也支持监控本地和监控远程的操作。

通过这个JProfiler，可以有以下好处：

• 在方法调用上分析程序正在做什么，并找到提高其性能的方法；
• 在内存分配上，通过分析堆对象，引用链等修复内存泄漏的问题，从而优化内存使用；
• 在线程和锁上，可以提供更多的相关视图来分析和发现多线程的问题；
• 在高级子系统上，支持堆子系统进行集成分析，如集成JDBC、找出执行最慢的语句。

在本系列第9篇有讲解过这个JProfiler的安装教程，安装完这个插件之后，idea会显示在idea上面，https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130261481

我这边安装的是11的版本，其激活码为：S-J11-Everyone#553890-77gnvb3w8t9rd#4735

在idea插件中安装完以及本地安装完成之后，需要在这个session集成idea，选择对应安装的idea即可

在安装完毕之后，点击这个JProfiler这个按钮，就会出现以下的界面，并且控制台会打印一些JProfiler的东西，随后直接点击ok即可。

然后就会出现以下的画面，会实时的监控堆，CPU，线程，内存，类的总数，GC的时间点以及次数等等相关信息

接下来再模拟之前的那个死锁的程序

/**
 * @author zhenghuisheng
 * @date : 2023/5/12
 */
public class DeadBlockTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        StringBuilder s1 = new StringBuilder();
        StringBuilder s2= new StringBuilder();
        new Thread(){
    
    
            @Override
            public void run() {
    
    
                synchronized (s1){
    
    
                    s1.append("a");
                    s1.append("b");
                    try {
    
    
                        Thread.sleep(10000);
                    } catch (InterruptedException e) {
    
    
                        e.printStackTrace();
                    }
                    synchronized (s2){
    
    
                        s2.append("c");
                        s2.append("d");
                    }
                }
            }
        }.start();

        new Thread(){
    
    
            @Override
            public void run() {
    
    
                synchronized (s2){
    
    
                    s1.append("a");
                    s1.append("b");
                    try {
    
    
                        Thread.sleep(10000);
                    } catch (InterruptedException e) {
    
    
                        e.printStackTrace();
                    }
                    synchronized (s1){
    
    
                        s2.append("c");
                        s2.append("d");
                    }
                }
            }
        }.start();
    }
}

其结果如下，会直接告知有两个线程死锁(真的强这个玩意)

里面还有很多功能，如通过图形以及图表查看内存泄漏的问题等等，可以安装JProfiler自行测试。

5，Arthas

上面的这几款工具应对日常开发已经足够，接下来再聊一款阿里的开源开发工具Arthas(阿尔萨斯)。改款工具可以不需要通过远程连接，也不需要配置监控参数，就可以对这些数据进行监控。其官方文档如下：arthas.aliyun.com/zh-cn/

Arthas可以解决的问题如下：

• 类从哪个jar包加载的，为什么会报这种异常，线上遇到问题时只能加日志重启吗
• 线上用户数据处理有问题，线下无法重现如何解决
• 是否有一个全局视角来查看系统的运行状况
• 有什么办法可以监控到JVM的实时运行状态
• 怎么快速定位到应用的热点，生成火焰图

其安装方式直接在浏览器输入该地址即可：https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar ，等待片刻将其jar包下载即可，然后将下载的jar包传输到Linux服务器上，然后直接java -jar arthas-boot.jar 运行即可

arthas的基础的相关指令如下:

help： 查看帮助的指令
cat：  打印文件内容，和linux中的目录一样
echo： 打印参数，和linux里的tee相似
pwd：  返回当前目录
session： 查看当前回话信息
history： 打印历史命令

与jvm相关的指令如下:

dashboard:  当前系统的实时数据面板，可以加打印的总次数(-n)和间隔参数(-i)
thread：    查看当前JVM的线程堆栈信息
jvm:        查看当前JVM的信息
sysprop：   查看和修改JVM的系统属性
sysenv：    查看JVM的环境变量
getstatic： 查看类的静态属性
heapdump：  生成堆快照

与class和classLoader相关的信息

sc:          查看JVM已加载类的信息、
sm：         查看已加载类的方法的信息
jad：        反编译已加载类的源码
mc：         .java编译成.class
redifine：   加载外部的.class文件
classloader：查看类的加载器信息

与方法指令相关的信息

monitor:     方法执行监控，如调用次数，执行时间，失败率等
watch:       方法执行数据监测，如异常，返回值，入参等
trace：      方法内部调用路径，输出方法上面每个结点的耗时
stack：      输出当前方法被调用的调用路径

6，总结

在日常开发中，由于本人公司线上使用的是windows服务器，所以界面相对友好，在项目运行中更加的喜欢使用这个JProfiler工具，查看死锁，内存泄漏等问题，当然Arthas相对而言更加的适合在Linux服务器上使用。

除了这些可视化界面之外，还有如JMC、Flame Graphs、Btrace、YourKit、Jprobe、Spring Insight等等，都是可以使用的。

总而言之，没有最好的工具，只有最合适自己使用的开发工具。掌握Jconsole、JVisual VM，JProfiler 就基本能解决很多问题了，如果是线上出现很多疑难杂症，则可以再掌握一门Arthas。