性能監控與調優

• 前言

這里學完整章后選擇一到兩個工具使用熟練，個人推薦Visual VM和Arthas搭配熟練使用

一、概述

1.性能評價/測試指標

1.1 停頓時間（響應時間）

• 提交請求和返回該請求的響應之間使用的時間，一般比較關注平均響應時間常用操作的響應時間列表：

• 在垃圾回收環節中，暫停時間：執行垃圾收集時，程序的工作線程被暫停的時間。

1.2 吞吐量

• 對單位時間內完成的工作量（請求）的量度

• 在GC中:運行用戶代碼的時間占總運行時間的比例（總運行時間:程序的運行時間+內存回收的時間)吞吐量為1-1/(1+n)。

  -XX:GCTimeRatio=n

1.3 并發數

同—時刻，對服務器有實際交互的請求數

1.4 內存占用

Java堆區所占的內存大小

1.5 相互間的關系

這里主要討論停頓時間、吞吐量、并發數之間的關系，當吞吐量越高，并發數也就也高，而停頓時間就越短

二、JVM監控及診斷工具-命令行

1.概述

使用數據說明問題，使用知識分析問題，使用工具處理問題。無監控、不調優!

2.jps：查看正在運行的Java進程

• 說明

Java process status，顯示指定系統內所有的HotSpot虛擬機進程(查看虛擬機進程信息)，可用于查詢正在運行的虛擬機進程。
說明:對于本地虛擬機進程來說，進程的本地虛擬機ID與操作系統的進程ID是一致的，是唯一的。

• options參數：

參數說明：

-q：僅僅顯示LVMID (local virtual machine id)，即本地虛擬機唯一id。不顯示主類的名稱等
-l：輸出應用程序主類的全類名或如果進程執行的是jar包，則輸出jar完整路徑
-m：輸出虛擬機進程啟動時傳遞給主類main()的參數
-v：列出虛擬機進程啟動時的JVM參數。比如:-Xms20m -Xmx50m是啟動程序指定的jvm參數。

• 注意：

如果某Java進程關閉了默認開啟的UsePerfData參數（即使用參數-XX:-UsePerfData），那么jps命令（以及下面介紹的jstat）將無法探知該Java進程。

3.jstat：查看JVM的統計信息

• 說明

• JVM Statistics Monitoring Tool：用于監視虛擬機各種運行狀態信息的命令行工具。它可以顯示本地或者遠程虛擬機進程中的類裝載、內存、垃圾收集、IT編譯等運行數據。

• 在沒有GUI圖形界面，只提供了純文本控制臺環境的服務器上，它將是運行期定位虛擬機性能問題的首選工具。常用于檢測垃圾回收問題以及內存泄漏問題。

3.1 option參數

• 類裝載相關的

-class：顯示ClassLoader的相關信息:類的裝載、卸載數量、總空間、類裝載所消耗的時間等

• 垃圾相關的

-gc：顯示與GC相關的堆信息。包括Eden區、兩個Survivor區、老年代、永久代等的容量、己用空間、GC時間合計等信息。

-gccapacity：顯示內容與-gc基本相同，但輸出主要關注Java堆各個區域使用到的最大、最小空間。

-gcutil：顯示內容與-gc基本相同，但輸出主要關注已使用空間占總空間的百分比。

-gccause：與-gcutil功能一樣，但是會額外輸出導致最后一次或當前正在發生的GC產生的原因。

-gcnew：顯示新生代GC狀況

-gcnewcapacity：顯示內容與-gcnew基本相同，輸出主要關注使用到的最大、最小空間

-geold：顯示老年代GC狀況

-gcoldcapacity：顯示內容與-gcold基本相同，輸出主要關注使用到的最大、最小空間

-gcpermcapacity：顯示永久代使用到的最大、最小空間。

• JIT相關的

-compiler：顯示JIT編譯器編譯過的方法、耗時等信息-

printcompilation：輸出已經被JIT編譯的方法

3.2 其他參數

• interval參數

用于指定輸出統計數據的周期，單位為毫秒。即：查詢間隔

• count參數

  用于指定查詢的總次數，跟在interval參數后面配合使用

• -t參數

可以在輸出信息加上一個TimeStamp列，來顯示程序自打開運行的時間，單位：秒

可以根據-t參數來判斷是否要出現OOM：比較Java進程的啟動時間以及總GC時間（GCT列），或者兩次測量的間隔時間以及總GC時間的增量,來得出 GC時間占運行時間的比例。如果該比例超過20%，則說明目前堆的壓力較大;如果該比例超過90%，則悅明堆里幾乎沒有可用空間，隨時都可能拋出 OOM異常。

• -h參數

可以在周期性數據輸出時，輸出多少行數據后輸出一個表頭信息

3.3 如何通過jstat判斷內存泄露

分別為兩步：

在長時間運行的 Java程序中，我們可以運行jstat命令連續獲取多行性能數據，并取這幾行數據中OU列（即已占用的老年代內存）的最小值。

每隔一段較長的時間重復一次上述操作，來獲得多組OU最小值。如果這些值呈上漲趨勢，則說明該Java程序的老年代內存己使用量在不斷上漲，這意味著無法回收的對象在不斷增加，因此很有可能存在內存泄漏。

4.jinfo：實時查看和修改JVM配置參數

• 說明

Configuration Info for Java，在很多情況下，Java應用程序不會指定所有的Java虛擬機參數。而此時，開發人員可能不知道某一個具體的Java虛擬機參數的默認值。在這種情況下，可能需要通過查找文檔獲取某個參數的默認值。這個查找過程可能是非常艱難的。但有了jinfo工具，開發人員可以很方便地找到Java虛擬機參數的當前值。

4.1 option參數

基本使用語法：jinfo [ options ] pid

注意：標記為manageable的參數非常有限

4.2 拓展參數

• java -XX:+PrintFlagsInitial

  查看所有JVM參數啟動的初始值

• java -xx:+PrintFlagsFinal

  查看所有JVM參數的最終值

• java -XX:+ PrintCommandLineFlags

  查看那些已經被用戶或者JVM設置過的詳細的XX參數的名稱和值

5.jmap：導出內存映像文件&內存使用情況

• 說明：

JVM Memory Map：作用一方面是獲取dump文件（堆轉儲快照文件，二進制文件），它還可以獲取目標Java進程的內存相關信息，包括Java堆各區域的使用情況、堆中對象的統計信息、類加載信息等。

5.1 option參數

基本語法：

• jmap [option] <pid>
• jmap [option] <executable> <core>
• jmap [option] [server_id@] <remote server IP or hostname>

5.2 兩種用法詳解

導出內存映像文件（dump）

• 手動方式：

  jmap -dump:live, format=b,file=d:\4.hprof pid

  說明：live參數表示只打印內存的存活對象（往往出現OOM的時候就是太多存貨對象回收不了導致的，沒有該參數就表示打印全部對象），format參數標識打印的文件格式可以被監控工具識別，file就是指定文件生成位置，文件名后綴為 .hprof ，pid為進程號

• 自動方式：

  -XX:+HeapDumpOnoutOfMemoryError：在程序發生OOM時，導出應用程序的當前堆快照。

  -XX:HeapDumpPath：可以指定堆快照的保存位置。

  說明：當程序發生OOM退出系統時，一些瞬時信息都隨著程序的終止而消失，而重現OOM問題往往比較困難或者耗時。此時若能在OOM時，自動導出dump文件就顯得非常迫切。

顯示內存使用情況

說明：這兩個參數都是對于內存某一個時刻進行的時間點信息，無法做到持續監控

• -jmap -heap pid
• -jmap -histo pid

5.3 小結

由于jmap將訪問堆中的所有對象，為了保證在此過程中不被應用線程干擾，jmap需要借助安全點機制，讓所有線程停留在不改變堆中數據的狀態。與前面講的jstat則不同，垃圾回收器會主動將jstat所需要的摘要數據保存至固定位置之中，而jstat只需直接讀取即可。

• 缺點：

• 由jmap導出的堆快照必定是安全點位置的。這可能導致基于該堆快照的分析結果存在偏差。
• 加入生命周期只在兩個安全點之間有效，jmap記錄的時候是檢測不到的
• 如果某個線程長時間無法跑到安全點，jmap將一直等下去。

6.jhat：JDK自帶堆分析工具

• 概述

JVM Heap Analysis Tool，jhat內置了一個微型的HTTP/HTML服務器，生成dump文件的分析結果后，用戶可以在瀏覽器中查看分析結果(分析虛擬機轉儲快照信息)。使用了jhat命令，就啟動了一個http服務，端口是7000，即http://localhost:7000/，就可以在瀏覽器里分析。

• 注意

jhat命令在JDK9、JDK10中已經被刪除，官方建議用VisualVM代替。所以這里就不做過多介紹

7.jstack：打印JVM中的線程快照

• 概述

JVM Stack Trance打印當前進程的所有線程

• 作用

生成線程快照的作用：可用于定位線程出現長時間停頓的原因，如線程間死鎖、死循環、請求外部資源導致的長時間等待等問題。這些都是導致線程長時間停頓的常見原因。當線程出現停頓時，就可以用jstack顯示各個線程調用的堆棧情況。

• 快照中需要注意的地方

• 死鎖，Deadlock（重點關注）
• 等待資源，waiting on condition（重點關注)
• 等待獲取監視器，waiting on monitor entry（重點關注)阻塞，Blocked（重點關注)
• 執行中，Runnable
• 暫停，Suspended

7.1 option參數

• -F：當正常輸出的請求不被響應時，強制輸出線程堆棧
• -l：除堆棧外，顯示關于鎖的附加信息
• -m：如果調用到本地方法的話，可以顯示C/C++的堆棧
• -h：幫助操作

8.jcmd：多功能命令行

• 概述

它是一個多功能的工具，可以用來實現前面除了jstat之外所有命令的功能。比如:用它來導出堆、內存使用、查看Java進程、導出線程信息、執行GC、JVM運行時間等。官方推薦使用jcmd代替jmap

8.1 基本語法

• jcmd -l：列出所有的JVM進程
• jcmd pid help：針對指定的進程，列出支持的所有命令
• jcmd pid具體命令團：顯示指定進程的指令命令的數據

三、JVM監控及診斷工具-GUI

1.工具概述

• 使用命令行工具的弊端

無法獲取方法級別的分析數據，如方法間的調用關系、各方法的調用次數和調用時間等（這對定位應用性能瓶頸至關重要）。

要求用戶登錄到目標Java應用所在的宿主機上，使用起來不是很方便。

分析數據通過終端輸出，結果展示不夠直觀。

• 工具分類

• JDK自帶的工具：jConsole、Visual VM、JMC（Java mission control）

• 第三方工具：MAT（Eclipse）、JProfiler、Arthas、Btrace

2.jConsole

2.1 概述

• 從JDK5開始，在JDK中自帶的java監控和管理控制臺。

• 用于對VM中內存、線程和類等的監控，是一個基于JMX(java management extensions)的GUI性能監控工具

• 位置：

在JDK目錄下的bin目錄可找到

3.Visual VM

3.1 概述

• Visual VM是一個功能強大的多合一故障診斷和性能監控的可視化工具。
• 它集成了多個JDK命令行工具，使用Visual M可用于顯示虛擬機進程及進程的配置和環境信息(jps,jinfo)，監視應用程序的CPU、GC、堆、方法區及線程的信息(jstat、jstack)等，代替JConsole。
• 在JDK 6 Update 7以后，Visual VM便作為DK的一部分發布(VisualVM在JDK/bin目錄下)，是完全免費的
• Visual VM也可以作為獨立的軟件安裝

• 安裝方式

• 在JDK的bin目錄下，如果沒有則自行下載

• 可在idea中下載啟動Visual 的插件，記得要配置.exe文件和JDK的home目錄

• 插件安裝可在官網或客戶端中下載（強烈推薦Visual GC這個插件）

3.2 主要功能

生成/讀取堆內存快照

查看JVM參數和系統屬性

查看運行中的虛擬機進程

生成/讀取線程快照

程序資源的實時監控

其他功能

JMX代理連接、遠程環境監控、CPU分析和內存分析

4.MAT

4.1 概述

MAT(Memory Analyzer Tool)工具是一款功能強大的Java堆內存分析器。**主要用于dump文件的分析可以用于查找內存泄漏以及查看內存消耗情況。**MAT是基于Eclipse開發的，不僅可以單獨使用，還可以作為插件的形式嵌入在Eclipse中使用。是免費軟件

4.2 dump文件信息

• 內容

MAT可以分析heap dump文件。在進行內存分析時，只要獲得了反映當前設備內存映像的hprof文件，通過MAT打開就可以直觀地看到當前的內存信息。一般說來，這些內存信息包含：

• 所有的對象信息，包括對象實例、成員變量、存儲于棧中的基本類型值和存儲于堆中的其他對象的
  引用值。
• 所有的類信息，包括classloader、類名稱、父類、靜態變量等. GCRoot到所有的這些對象的引用路徑
• 線程信息，包括線程的調用棧及此線程的線程局部變量（TLS)

• 優點

能夠快速為開發人員生成內存泄漏報表，方便定位問題和分析問題

• 導出dump文件方式

• 可以在visual vm里面生成
• 在第5節imap參數中，直接用imap參數導出
• 有兩個參數可以導出dump文件-XX:+HeapDumpOnoutOfMemoryError：在程序發生OOM時，導出應用程序的當前堆快照。-XX:HeapDumpPath：可以指定堆快照的保存位置。
• 當然也可以直接用MAT生成dump文件，前提要知道進程號

4.3 分析MAT中的dump文件過程

• histogram

展示了各個類的實例數目以及這些實例的Shallowheap 或Retainedheap的總和

• thread overview

查看系統中的Java線程、查看局部變量的信息

• 獲得對象相互引用的關系

  with outgoing references：查看這個對象引用了誰

  with incoming references：查看誰引用了這個對象

?

4.4 深堆和淺堆

• 淺堆（Shallow Heap）

淺堆是指一個對象所消耗的內存。在32位系統中，一個對象引用會占據4個字節，一個int類型會占據4個字節，long型變量會占據8個字節，每個對象頭需要占用8個字節。根據堆快照格式不同，對象的大小可能會向8字節進行對齊。以String為例: 2個int值共占8字節，對象引用占用4字節，對象頭8字節，合計20字節，向8字節對齊，故占24字節。（jdk7中)。

注意：與value值的多少是無關的

• 保留集（Retained Set）

對象A的保留集指當對象A被垃圾回收后，可以被釋放的所有的對象集合(包括對象A本身)，即對象A的保留集可以被認為是只能通過對象A被直接或間接訪問到的所有對象的集合。通俗地說，就是指僅被對象A所持有的對象的集合。

• 深堆（Retained Heap）

就是自己的淺堆大小加上保留集的大小就是深堆的大小

• 對象實際大小

對象的實際大小就是指：淺堆大小+自己能夠引用的全部對象大小

• 案例分析

代碼：

public class StudentTrace {static List<WebPage> webpages = new ArrayList<>();public static void createWebPages() {for (int i = 0; i < 100; i++) {WebPage wp = new WebPage();wp.setUrl( "http://www." + Integer.toString(i) + ".com" );wp.setContent( Integer.toString(i));webpages.add(wp);}}public static void main(String[] args) {createWebPages();Student s3 = new Student(3,"LLL");Student s5 = new Student(5,"HHH");Student s7 = new Student(7,"JJJ");for (int i = 0; i < webpages.size(); i++) {if (i % s3.getId() == 0)s3.visit(webpages.get(i));if (i %s5.getId( ) == 0)s5.visit(webpages.get(i));if (i %s7.getId( ) == 0)s7.visit(webpages.get(i));}webpages.clear();System.gc();} }class Student{private int id;private String name;private List<WebPage> history = new ArrayList<>();public Student(int id, String name) {this.id = id;this.name = name;}public int getId() {return id;}public void setId(int id) {this.id = id;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public List<WebPage> getHistory() {return history;}public void setHistory(List<WebPage> history) {this.history = history;}public void visit(WebPage wp){if(wp != null){history.add(wp);}} }class WebPage{private String url;private String content;public String getUrl() {return url;}public void setUrl(String url) {this.url = url;}public String getContent() {return content;}public void setContent(String content) {this.content = content;} }

分析7號JJJ對象的內存占用

• 考慮JJJ同學：15個 webpage，每個對應152個字節 15* 152= 2280字節，即為elementData的實際大小
• 能被7整除，且能被3整除，以及能被7整除，且能被5整除的數值有:0，21,42,63,84,35,70 共7個數。7*152 = 1064字節，2280 -1064 +72 = 1288字節
• 72個字節組成為：15個elementData的元素*4字節 =60字節，60＋8個對象頭的字節數＋4字節=72字節

4.5 支配樹

• 概述

MAT提供了一個稱為支配樹（Dominator Tree）的對象圖。支配樹體現了對象實例間的支配關系。**在對象引用圖中，所有指向對象B的路徑都經過對象A，則認為對象A支配對象B。如果對象A是離對象B最近的一個支配對象，則認為對象A為對象B的直接支配者。**支配樹是基于社象間的引用圖所建立的，它有以下基本性質：

• 對象A的子樹（所有被對象A支配的對象集合）表示對象A的保留集（retained set），即深堆。
• 如果對象A支配對象B，那么對象A的直接支配者也支配對象B。
• 支配樹的邊與對象引用圖的邊不直接對應。

• 圖示

四、再談內存泄露

1.內存泄露的理解與分類

• 概述

可達性分析算法來判斷對象是否是不再使用的對象，本質都是判斷一個對象是否還被引用。那么對于這種情況下，由于代碼的實現不同就會出現很多種內存泄漏問題（讓JVM誤以為此對象還在引用中，無法回收，造成內存泄漏）。

1.1 內存泄漏與內存溢出的關系

內存泄漏（Memory Leak）：
申請了內存用完了不釋放，比如一共有1024M 的內存，分配了512M的內存一直不回收，那么可以用的內存只有521M 了，仿佛泄露掉了一部分。

內存溢出（Out Of Memory）：

申請內存時,沒有足夠的內存可以使用。

可見，內存泄漏和內存溢出的關系:內存泄漏的增多，最終會導致內存溢出。

1.2 內存泄漏的分類

• 經常發生：發生內存泄露的代碼會被多次執行，每次執行，泄露一塊內存;
• 偶然發生：在某些特定情況下才會發生;
• 一次性：發生內存泄露的方法只會執行一次;
• 隱式泄漏：一直占著內存不釋放，直到執行結束;嚴格的說這個不算內存泄漏，因為最終釋放掉了,但是如果執行時間特別長，也可能會導致內存耗盡。

2.Java中內存泄漏的8種情況

2.1 靜態集合類

靜態集合類，如HashMap、LinkedList等等。如果這些容器為靜態的，那么它們的生命周期與JVM程序一致，則容器中的對象在程序結束之前將不能被釋放，從而造成內存泄漏。簡單而言，長生命周期的對象持有短生命周期對象的引用，盡管短生命周期的對象不再使用，但是因為長生命周期對象持有它的引用而導致不能被回收。

public class test01(){static List list = new ArrayList();public void oomTest(){Object o = new Object();//局部變量list.add(o);} }

2.2 單例模式

單例模式，和靜態集合導致內存泄露的原因類似，因為單例的靜態特性，它的生命周期和JVM 的生命周期一樣長，所以如果單例對象如果持有外部對象的引用，那么這個外部對象也不會被回收，那么就會造成內存泄漏。

2.3 內部類持有外部類

內部類持有外部類，如果一個外部類的實例對象的方法返回了一個內部類的實例對象。
這個內部類對象被長期引用了，即使那個外部類實例對象不再被使用，但由于內部類持有外部類的實例對象，這個外部類對象將不會被垃圾回收，這也會造成內存泄漏。

2.4 各種連接，數據庫連接、網絡連接和IO連接等

在對數據庫進行操作的過程中，首先需要建立與數據庫的連接，當不再使用時，需要調用close方法來釋放與數據庫的連接。只有連接被關閉后，垃圾回收器才會回收對應的對象。
否則，如果在訪問數據庫的過程中，對Connection、Statement或ResultSet不顯性地關閉，將會造成大量的對象無法被回收，從而引起內存泄漏。

public static void main( String[] args) {try {Connection conn = null;Class.forName( "com.mysql.jdbc.Driver" );conn = DriverManager.getConnection( "ur1", "","");Statement stmt = conn.createStatement();Resultset rs = stmt.executeQuery("....");}catch (Exception e) {//異常日志}finally {//1.關閉結果集Statement//2.關閉聲明的對象ResultSet//3.關閉連接Connection } }

2.5 變量不合理作用域

變量不合理的作用域。一般而言，一個變量的定義的作用范圍大于其使用范圍，很有可能會造成內存泄漏。另一方面，如果沒有及時地把對象設置為null，很有可能導致內存泄漏的發生。

public class UsingRandom {private String msg;public void receiveMsg(){readFromNet();//從網絡中接受數據保存到msg中saveDB();//把msg保存到數據庫中} } //如上面這個偽代碼，通過readFromNet方法把接受的消息保存在變量 //msg中，然后調用saveDB方法把msg的內容保存到數據庫中， //此時msg已經就沒用了，由于msg的生命周期與對象的生命周期相同， //此時msg還不能回收，因此造成了內存泄漏。 //實際上這個msg變量可以放在receiveMsg方法內部，當方法使用完， //那么msg的生命周期也就結束，此時就可以回收了。還有一種方法， //在使用完msg后，把msg設置為null， //這樣垃圾回收器也會回收msg的內存空間。

2.6 改變哈希值

改變哈希值，當一個對象被存儲進HashSet集合中以后，就不能修改這個對象中的那些參與計算哈希值的字段了。
否則，對象修改后的哈希值與最初存儲進HashSet集合中時的哈希值就不同了，在這種情況下，即使在contains方法使用該對象的當前引用作為的參數去HashSet集合中檢索對象，也將返回找不到對象的結果，這也會導致無法從HashSet集合中單獨刪除當前對象，造成內存泄漏。
這也是String為什么被設置成了不可變類型，我們可以放心地把String存入 HashSet，或者把String 當做HashMap的key 值;

public class test02 {public static void main(String[ ] args) {HashSet set = new HashSet( );Person p1 = new Person( id: 1001，name: "AA" );Person p2 = new Person( id: 1002,name: "BB");set.add(p1);set.add(p2);p1.name = "CC";//此操作就是導致對象刪除不掉的原因set.remove(p1);System.out.println(set);set.add(new Person(1001,"CC" ));System.out.println(set);//輸出三個對象set.add(new Person(1001,"AA"));System.out.printLn(set);//輸出四個對象，解析如下圖} }class Person{private int id;private String name;public Person(int id, String name) {this.id = id;this.name = name;}@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) return true;if (!(o instanceof Person)) return false;Person person = (Person) o;return getId() == person.getId() && Objects.equals(getName(), person.getName());}@Overridepublic int hashCode() {return Objects.hash(id, name);}@Overridepublic String toString() {return "Person{" +"id=" + id +", name='" + name + '\'' +'}';}public int getId() {return id;}public void setId(int id) {this.id = id;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;} }

2.7 緩存泄漏

內存泄漏的另一個常見來源是緩存，一旦你把對象引用放入到緩存中，他就很容易遺忘。比如:之前項目在一次上線的時候，應用啟動奇慢直到夯死，就是因為代碼中會加載一個表中的數據到緩存（內存)中，測試環境只有幾百條數據，但是生產環境有幾百萬的數據。
對于這個問題，可以使用WeakHashMap（軟引用）代表緩存，此種Map的特點是，當除了自身有對key的引用外，此key沒有其他引用那么此map會自動丟棄此值。

public class MapTest {static Map wMap = new WeakHashMap();static Map map = new HashMap();public static void main(String[] args) {init();testweakHashMap( );testHashMap();}public static void init() {String s1 = new String( original: "obejct1");String s2 = new String( original: "obejct2");String s3 = new String( original: "obejct3");String s4 = new strEing( original: "obejct4");wMap.put(s1, "cacheObject1");wMap.put(s2,"cacheObject2");map.put(ref3，"cacheObject3" );map.put(ref4,"cacheObject4" );System.out.println("string引用s1,s2,s3,s4消失");}public static void testweakHashMap() {System.out.print1n( "weakHashMap GC之前");for (Object o : wMap.entrySet()){System.out.println(o);} try {System.gc();TimeUnit.SECONDS.sleep( timeout: 5);}catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println( "weakHashMap GC之后");for (object o : wMap. entrySet()) {System.out.println(o);}}public static void testHashMap() {System.out.print1n( "HashMap GC之前");for (Object o : Map.entrySet()){System.out.println(o);} try {System.gc();TimeUnit.SECONDS.sleep( timeout: 5);}catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println( "HashMap GC之后");for (object o : Map. entrySet()) {System.out.println(o);}} }

2.8 監聽器和回調

內存泄漏另一個常見來源是監聽器和其他回調，如果客戶端在你實現的API中注冊回調，卻沒有顯示的取消,那么就會積聚。
需要確保回調立即被當作垃圾回收的最佳方法是只保存它的弱引用，例如將他們保存成為weakHashMap中的鍵。

3.內存泄漏案例分析

3.1 案例一

public class MyStack {private Object[] elements;private int size = 0;private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;public MyStack() {elements = new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];}//壓棧操作public void push(Object e) {ensureCapacity();elements[size++] = e;}//這個出棧操作是錯誤的，我們只是把想要刪除的指針引用向下面移了，被刪除的對象還占著空間/*public Object pop(){if (size == 0)throw new EmptyStackException();return elements[ --size];}*///這樣就可以了，讓被刪除的對象的值置為nullpublic Object pop(){if(size == 0){throw new EmptyStackException();}Object o = elements[--size];elements[size] = null; //size已經減過了return o;}private void ensureCapacity() {if (elements.length == size)elements = Arrays.copyOf(elements,2 * size + 1);}}

3.2 案例二

public class TestActivity extends Activity{private static final Object key = new Object();@Overrideprotected void onCreate( Bundle savedInstanceState) {super.onCreate( savedInstanceState) ;setContentview(R.layout.activity_main);new Thread(){//匿名線程public void run() {synchronized (key) {try {key.wait();}catch (InterruptedException e) {e. printstackTrace();}}}}.start();} }

• 出現的問題

匿名線程始終不能被GC

• 解決辦法

使用線程時，一定要確保線程在周期性對象（如Activity)銷毀時能正常結束，如能正常結束，但是Activity銷毀后還需執行一段時間，也可能造成泄露，此時可采用weakReference方法來解決，另外在使用Handler的時候，如存在Delay操作，也可以采用weakReference;

使用Handler + HandlerThread時，記住在周期性對象銷毀時調用looper.quit()方法;

五、OQL語言查詢對象信息

• 概述

MAT支持一種類似于SQL的查詢語言OQL (Object Query Language）。OQL使用類SQL語法，可以在堆中進行對象的查找和篩選。

1.SELECT子句

在MAT中，Select子句的格式與SQL基本一致，用于指定要顯示的列。Select子句中可以使用“*”，查看結果對象的引用實例（相當于outgoing references）。

• 使用“OB3ECTS”關鍵字，可以將返回結果集中的項以對象的形式顯示。

  SELECT objects v.elementData FROM java.util.Vector v

  SELECT OBECTS s.value FROM java.lang.string s

• 在Select子句中，使用“AS RETAINED SET”關鍵字可以得到所得對象的保留集。

  SELECT AS RETAINED SET * FROM com.atguigu.mat. Student

• “DISTINCT”關鍵字用于在結果集中去除重復對象。
  SELECT DISTINCT OBECTS classof(s)FROM java.lang.String s

2.FROM子句

• From子句用于指定查詢范圍，它可以指定類名、正則表達式或者對象地址。

  SELECT * FROM java.lang.String s

• 下例使用正則表達式，限定搜索范圍，輸出所有com.atguigu包下所有類的實例

  SELECT FROM "com.atguigul…”

• 也可以直接使用類的地址進行搜索。使用類的地址的好處是可以區分被不同ClassLoader加載的同一種類型。
  select * from 0x37a0b4d

3.WHERE子句

where子句用于指定oQL的查詢條件。oQL查詢將只返回滿足where子句指定條件的對象。Where子句的格式與傳統SQL極為相似。

• 下例返回長度大于10的char數組。
  SELECT * FROM char[] s WHERE s.@length>10
• 下例返回包含“java”子字符串的所有字符串，使用“LIKE”操作符，“LIKE”操作符的操作參數為正則表達式。
  SELECT * FROM java.lang.String s WHERE toString(s）LIKE “.java.”
• 下例返回所有value域不為null的字符串，使用“=”操作符。
  SELECT * FROM java.lang.String s where s.value !=null
• where子句支持多個條件的AND、OR運算。下例返回數組長度大于15，并且深堆大于1000字節的所有Vector對象。
  SELECT * FROM java.util.Vector v WHERE v.elementData.@length>15 AN Dv.@retainedHeapsize>1000

4.內置對象與方法

0QL中可以訪問堆內對象的屬性，也可以訪問堆內代理對象的屬性。訪問堆內對象的屬性時,格式如下：
[ <alias>. ] <field> . <field>. <field>其中alias為對象名稱。

• 訪問java.io.File對象的path屬性，并進一步訪問path的value屬性:

  SELECT toString(f.path.value）FROM java.io.File f

• 下例顯示了String對象的內容、objectid和objectAddress。
  SELECT s.toString(), s.@objectId, s.@objectAddress FROMjava.lang.String s

• 下例顯示java.util.Vector內部數組的長度。
  SELECT v.elementData.@length FROM java.util.Vector v

• 下例顯示了所有的java.util.Vector對象及其子類型
  select * from INSTANCEOF java.util.Vector

六、JProfiler

1.基本概述

想要用一款集成在idea的分析工具，或想要比mat工具更加全面，JProfiler由此誕生，是一款Java應用性能診斷工具，功能強大，但注意是收費的

1.1 特點

• 使用方便、界面操作友好―(簡單且強大)
• 對被分析的應用影響小(提供模板)
• CPU, Thread ,Memory分析功能尤其強大
• 支持對jdbc ,nosql，jsp, servlet, socket等進行分析
• 支持多種模式(離線，在線)的分析
• 支持監控本地、遠程的JVM
• 跨平臺,擁有多種操作系統的安裝版本

1.2 主要功能

方法調用：對方法調用的分析可以幫助您了解應用程序正在做什么，并找到提高其性能的方法

內存分配：通過分析堆上對象、引用鏈和垃圾收集能幫您修復內存泄漏問題，優化內存使用

線程和鎖：JProfiler提供多種針對線程和鎖的分析視圖助您發現多線程問題

高級子系統：許多性能問題都發生在更高的語義級別上。例如，對于JDBC調用，您可能希望找出；執行最慢的SQL語句。JProfiler支持對這些子系統進行集成分析

2.具體使用

2.1 數據采集方式

• Instrumentation（重構模式）：這是JProfiler全功能模式。在class加載之前，JProfier把相關功能代碼寫入到需要分析的class的bytecode中，對正在運行的jvm有一定影響。

• 優點：功能強大。在此設置中,調用堆棧信息是準確的。
• 缺點：若要分析的class較多,則對應用的性能影響較大,CPU開銷可能很高(取決于Filter的控制)。因此使用此模式一般配合Filter使用,只對特定的類或包進行分析。

• Full sampling（抽樣模式）：類似于樣本統計，每隔一定時間(5ms )將每個線程棧中方法棧中的信息統計出來。

  • 優點：對[PU的開銷非常低，對應用影響小(即使你不配置任何Filter)
  • 缺點：一些數據/特性不能提供(例如:方法的調用次數、執行時間)

2.2 各種重要功能

這里這些功能演示及案例分析就不扣字寫了，大家想要了解請去尚硅谷看JVM視頻（343~349）

• 遙感監測（Telemetries）
• 內存視圖（Live Memory）
• 堆遍歷（heap walker）
• cpu視圖（cpu views）
• 線程視圖（threads）
• 監視器&鎖（Monitors&locks）

七、Arthas

1.前奏

1.1 JProfiler與JvisualVM的缺點

這兩款工具有個缺點，都必須在服務端項目進程中配置相關的監控參數。然后工具通過遠程連接到項目進程，獲取相關的數據。這樣就會帶來一些不便，比如線上環境的網絡是隔離的，本地的監控工具根本連不上線上環境。并且類似于Jprofiler這樣的商業工具，是需要付費的。

1.2 概述

Arthas(阿爾薩斯）是Alibaba開源的Java診斷工具，在線排查問題，無需重啟;動態跟蹤Java代碼;實時監控JVM狀態。Arthas支持JDK 6+，支持Linux/Mac/Windows，采用命令行交互模式，同時提供豐富的Tab自動補全功能，進一步方便進行問題的定位和診斷。借鑒并基于很多優秀的軟件組合而成的一個工具

• 注意：

由于是開源的項目且是國人開發，這里就不做過多介紹，大家可移步至官網查看中文文檔https://arthas.aliyun.com/doc/，里面有十分詳細的說明

八、JMC（Java Mission Control）

1.概述

是oracle公司自己的工具，在JDK的bin目錄下找到jmc.exe可執行文件

九、其他調優工具

• Tprofiler：是由阿里開源的一款尋找錯誤熱點代碼的工具
• Btrace：簡潔明了，大意是一個Java平臺的安全的動態追蹤工具。可以用來動態地追蹤一個運行的Java程序。BTrace動態調整目標應用程序的類以注入跟蹤代碼（“字節碼跟蹤”)。
• YourKit
• JProbe
• Spring Insight

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Java虚拟机|JVM知识点汇总及简述-＞性能监控与调优的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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