深入理解jvm--性能监控工具

1.jvm监控工具介绍

1.1.jconsole

　　JConsole是一个基于JMX的GUI工具，用于连接正在运行的JVM，不过此JVM需要使用可管理的模式启动。

1.2.启动jconsole

　　通过JDK/bin目录下的“jconsole.exe”启动Jconsole后，将自动搜索出本机运行的所有虚拟机进程，双击其中一个进程即可开始监控。

　　也可以“远程连接服务器，进行远程虚拟机的监控。

　　补充：根据端口号查看进程

　　netstat -ano |findstr 8080
　　解释：|findstr 8080 表示过滤出包括8080的数据，相当于关键字查找

1.2.1.概览页面

　　进入监控界面后如下图

　　概述页面显示的是整个虚拟机主要运行数据的概览。

1.2.2.内存监控

1.2.3线程监控

　　此处的线程监控，可以方便的进行死锁检测，非常重要

1.2.4.类加载监控

1.2.5.jvm报表

1.3.jvisualvm

　　提供了和jconsole的功能类似，提供了一大堆的插件。
　　插件中，Visual GC（可视化GC）还是比较好用的，可视化GC可以看到内存的具体使用情况。

　　启动方式，打开java安装目录，启动 bin/jvisualvm.exe 应用。

2.内存溢出实战模拟

　　本节将以实际案例结合上面的jvm监控工具，深入的理解jvm！

2.1.案例一：内存溢出实战模拟

　　测试代码：

 1 package com.wfd360.outofmemory;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 
 5 /**
 6  * VM Args：
 7  * -Xms20m -Xmx20m
 8  */
 9 public class TestMemory {
10     static class OOMObject {
11         public byte[] byt = new byte[1 * 1024 * 1024];
12     }
13 
14     public static void main(String[] args) throws Exception {
15         Thread.sleep(10000);
16         fillHeap(100);
17         Thread.sleep(10000);
18     }
19 
20     public static void fillHeap(int num) throws Exception {
21         ArrayList<OOMObject> list = new ArrayList<OOMObject>();
22         for (int i = 0; i < num; i++) {
23             Thread.sleep(500);
24             list.add(new OOMObject());
25             System.out.println("num=" + i);
26         }
27         System.gc();
28     }
29 
30 
31 }

View Code

　　测试jvm参数设置：

　　测试结果：

　　当创建第16个对象时，内存溢出

　　可视化内存信息观察：

　　分代回收机制理解：

　　https://www.cnblogs.com/newAndHui/p/11106232.html

2.2.案例二：线程的异常等待与异常运行

　　测试代码如下：

 1 package com.wfd360.outofmemory;
 2 
 3 import java.io.BufferedReader;
 4 import java.io.InputStreamReader;
 5 
 6 public class TestThread {
 7     /**
 8      * 死循环演示
 9      *
10      */
11     public static void createBusyThread() {
12         Thread thread = new Thread(new Runnable() {
13             @Override
14             public void run() {
15                 System.out.println("createBusyThread");
16                 while (true)
17                     ;
18             }
19         }, "testBusyThread");
20         thread.start();
21     }
22 
23     /**
24      * 线程锁等待
25      *
26      */
27     public static void createLockThread(final Object lock) {
28         Thread thread = new Thread(new Runnable() {
29             @Override
30             public void run() {
31                 System.out.println("createLockThread");
32                 synchronized (lock) {
33                     try {
34                         lock.wait();
35                     } catch (InterruptedException e) {
36                         e.printStackTrace();
37                     }
38                 }
39 
40             }
41         }, "testLockThread");
42         thread.start();
43     }
44     public static void main(String[] args) throws Exception {
45         BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
46         br.readLine();
47         createBusyThread();
48         br.readLine();
49         Object object = new Object();
50         createLockThread(object);
51     }
52 }

View Code

　　线程监视图：

　　线程dump:

　　总结：通过线程可视化观察，“testLockThread”线程一直处于等待状态，那么我们就可以使用dump,导出堆栈信息，查看具体原因。

2.3.案例三：线程死锁实战演示

　　测试代码：

 1 package com.wfd360.thread;
 2 
 3 public class DeadThread implements Runnable {
 4     //控制锁顺序
 5     private boolean lockFormer;
 6     //对象1
 7     private static Object o1 = new Object();
 8     //对象2
 9     private static Object o2 = new Object();
10 
11     DeadThread(boolean lockFormer) {
12         this.lockFormer = lockFormer;
13     }
14 
15     @Override
16     public void run() {
17         if (this.lockFormer) {
18             synchronized (o1) {
19                 try {
20                     Thread.sleep(500);
21                 } catch (InterruptedException e) {
22                     e.printStackTrace();
23                 }
24                 synchronized (o2) {
25                     System.out.println("1ok");
26                 }
27             }
28         } else {
29             synchronized (o2) {
30                 try {
31                     Thread.sleep(500);
32                 } catch (InterruptedException e) {
33                     e.printStackTrace();
34                 }
35                 synchronized (o1) {
36                     System.out.println("2ok");
37                 }
38             }
39         }
40     }
41 
42     public static void main(String[] args) {
43         for (int i = 0; i < 200; i++) {
44             new Thread(new DeadThread(true)).start();
45             new Thread(new DeadThread(false)).start();
46         }
47     }
48 }

View Code

　　jvm内存监控观察：

　　死锁检测：

2.3.1.死锁的构成基本条件

1、互斥条件：一份资源每次只能被一个进程或线程使用（在Java中一般体现为，一个对象锁只能被一个线程持有）

2、请求与保持条件：一个进程或线程在等待请求资源被释放时，不释放已占有资源

3、不可剥夺条件：一个进程或线程已经获得的资源不能被其他进程或线程强行剥夺

4、循环等待条件：形成一种循环等待的场景

2.4.案例四：内存快照分析

　　测试代码：

 1 package com.wfd360.outofmemory;
 2 
 3 import java.util.ArrayList;
 4 import java.util.List;
 5 
 6 /**
 7  * 演示堆内存溢出
 8  * 配置jvm参数
 9  * VM Args：
10  * -Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=f:/test/dump
11  * 参数-XX：+HeapDumpOnOutOfMemoryError可以让虚拟机在出现内存溢出异常时Dump出当前的内存堆转储快照以便事后进行分析,文件在项目中
12  */
13 public class HeapOOM {
14     static class OOMObject {
15         public byte[] byt = new byte[1 * 1024*1024];
16     }
17 
18     public static void main(String[] args) {
19         List<OOMObject> list = new ArrayList<OOMObject>();
20         while (true) {
21             list.add(new OOMObject());
22         }
23     }
24 }