VisualVM(Java 程序性能分析工具)

VisualVM是一個專門用于監(jiān)控Java的虛擬機JVM的監(jiān)控工具，大家都知道java的環(huán)境下許多東西都是命令行的形式，而這款工具能夠讓用戶獲得一個圖形界面來方便你快捷的查看多個java應(yīng)用程序的相關(guān)信息。

通俗的講，VisualVM是一種集成了多種JDK命令行工具的可視化工具，能夠為我們的用戶提供強大的分析能力，而且最主要的就是這些全部免費，你可以不花費任何代價，就可以利用這款軟件管理好自己的java應(yīng)用程序，當(dāng)然用戶如果想要使用最新的軟件還是需要最新的java/soft/4845.html版本的。當(dāng)然，VisualVM的功能還是非常強大的，一些工具能夠幫助用戶生成和分析海量數(shù)據(jù)、跟蹤內(nèi)存泄露、監(jiān)控垃圾回收器、執(zhí)行內(nèi)存和CPU分析等等，有需要的用戶不要錯過哦。

VisualVM(Java 程序性能分析工具)特色

1、監(jiān)視：監(jiān)視是一種用來查看應(yīng)用程序運行時行為的一般方法。通常會有多個視圖（View）分別實時地顯示 CPU 使用情況、內(nèi)存使用情況、線程狀態(tài)以及其他一些有用的信息，以便用戶能很快地發(fā)現(xiàn)問題的關(guān)鍵所在。

2、轉(zhuǎn)儲：性能分析工具從內(nèi)存中獲得當(dāng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)并存儲到文件用于靜態(tài)的性能分析。Java 程序是通過在啟動 Java 程序時添加適當(dāng)?shù)臈l件參數(shù)來觸發(fā)轉(zhuǎn)儲操作的。它包括以下三種：

3、系統(tǒng)轉(zhuǎn)儲：JVM 生成的本地系統(tǒng)的轉(zhuǎn)儲，又稱作核心轉(zhuǎn)儲。一般的，系統(tǒng)轉(zhuǎn)儲數(shù)據(jù)量大，需要平臺相關(guān)的工具去分析，如 Windows 上的 windbg 和 Linux 上的 gdb。

4、Java 轉(zhuǎn)儲：JVM 內(nèi)部生成的格式化后的數(shù)據(jù)，包括線程信息，類的加載信息以及堆的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。通常也用于檢測死鎖。

5、堆轉(zhuǎn)儲：JVM 將所有對象的堆內(nèi)容存儲到文件。

6、快照：應(yīng)用程序啟動后，性能分析工具開始收集各種運行時數(shù)據(jù)，其中一些數(shù)據(jù)直接顯示在監(jiān)視視圖中，而另外大部分?jǐn)?shù)據(jù)被保存在內(nèi)部，直到用戶要求獲取快照，基于這些保存的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計信息才被顯示出來。快照包含了應(yīng)用程序在一段時間內(nèi)的執(zhí)行信息，通常有 CPU 快照和內(nèi)存快照兩種類型。

7、CPU 快照：主要包含了應(yīng)用程序中函數(shù)的調(diào)用關(guān)系及運行時間，這些信息通常可以在 CPU 快照視圖中進行查看。

8、內(nèi)存快照：主要包含了內(nèi)存的分配和使用情況、載入的所有類、存在的對象信息及對象間的引用關(guān)系等。這些信息通?？梢栽趦?nèi)存快照視圖中進行查看。

9、性能分析：性能分析是通過收集程序運行時的執(zhí)行數(shù)據(jù)來幫助開發(fā)人員定位程序需要被優(yōu)化的部分，從而提高程序的運行速度或是內(nèi)存使用效率，主要有以下三個方面：

10、CPU 性能分析：CPU 性能分析的主要目的是統(tǒng)計函數(shù)的調(diào)用情況及執(zhí)行時間，或者更簡單的情況就是統(tǒng)計應(yīng)用程序的 CPU 使用情況。通常有 CPU 監(jiān)視和 CPU 快照兩種方式來顯示 CPU 性能分析結(jié)果。

11、內(nèi)存性能分析：內(nèi)存性能分析的主要目的是通過統(tǒng)計內(nèi)存使用情況檢測可能存在的內(nèi)存泄露問題及確定優(yōu)化內(nèi)存使用的方向。通常有內(nèi)存監(jiān)視和內(nèi)存快照兩種方式來顯示內(nèi)存性能分析結(jié)果。

12、線程性能分析：線程性能分析主要用于在多線程應(yīng)用程序中確定內(nèi)存的問題所在。一般包括線程的狀態(tài)變化情況，死鎖情況和某個線程在線程生命期內(nèi)狀態(tài)的分布情況等。

VisualVM功能介紹

1、內(nèi)存分析

VisualVM 通過檢測 JVM 中加載的類和對象信息等幫助我們分析內(nèi)存使用情況，我們可以通過 VisualVM 的監(jiān)視標(biāo)簽和 Profiler 標(biāo)簽對應(yīng)用程序進行內(nèi)存分析。

在監(jiān)視標(biāo)簽內(nèi)，我們可以看到實時的應(yīng)用程序內(nèi)存堆以及永久保留區(qū)域的使用情況。

此外，我們也可以通過 Applications 窗口右擊應(yīng)用程序節(jié)點來啟用“在出現(xiàn) OOME 時生成堆 Dump”功能，當(dāng)應(yīng)用程序出現(xiàn) OutOfMemory 例外時，VisualVM 將自動生成一個堆轉(zhuǎn)儲。

在 Profiler 標(biāo)簽，點擊“內(nèi)存”按鈕將啟動一個內(nèi)存分析會話，等 VisualVM 收集和統(tǒng)計完相關(guān)性能數(shù)據(jù)信息，將會顯示在性能分析結(jié)果。通過內(nèi)存性能分析結(jié)果，我們可以查看哪些對象占用了較多的內(nèi)存，存活的時間比較長等，以便做進一步的優(yōu)化。

此外，我們可以通過性能分析結(jié)果下方的類名過濾器對分析結(jié)果進行過濾。

2、CPU 分析

VisualVM 能夠監(jiān)控應(yīng)用程序在一段時間的 CPU 的使用情況，顯示 CPU 的使用率、方法的執(zhí)行效率和頻率等相關(guān)數(shù)據(jù)幫助我們發(fā)現(xiàn)應(yīng)用程序的性能瓶頸。我們可以通過 VisualVM 的監(jiān)視標(biāo)簽和 Profiler 標(biāo)簽對應(yīng)用程序進行 CPU 性能分析。

在監(jiān)視標(biāo)簽內(nèi)，我們可以查看 CPU 的使用率以及垃圾回收活動對性能的影響。過高的 CPU 使用率可能是由于我們的項目中存在低效的代碼，可以通過 Profiler 標(biāo)簽的 CPU 性能分析功能進行詳細(xì)的分析。如果垃圾回收活動過于頻繁，占用了較高的 CPU 資源，可能是由內(nèi)存不足或者是新生代和舊生代分配不合理導(dǎo)致的等。

在 Profiler 標(biāo)簽，點擊“CPU”按鈕啟動一個 CPU 性能分析會話 ,VisualVM 會檢測應(yīng)用程序所有的被調(diào)用的方法。當(dāng)進入一個方法時，線程會發(fā)出一個“method entry”的事件，當(dāng)退出方法時同樣會發(fā)出一個“method exit”的事件，這些事件都包含了時間戳。然后 VisualVM 會把每個被調(diào)用方法的總的執(zhí)行時間和調(diào)用的次數(shù)按照運行時長展示出來。

此外，我們也可以通過性能分析結(jié)果下方的方法名過濾器對分析結(jié)果進行過濾。

3、線程分析

Java 語言能夠很好的實現(xiàn)多線程應(yīng)用程序。當(dāng)我們對一個多線程應(yīng)用程序進行調(diào)試或者開發(fā)后期做性能調(diào)優(yōu)的時候，往往需要了解當(dāng)前程序中所有線程的運行狀態(tài)，是否有死鎖、熱鎖等情況的發(fā)生，從而分析系統(tǒng)可能存在的問題。

在 VisualVM 的監(jiān)視標(biāo)簽內(nèi)，我們可以查看當(dāng)前應(yīng)用程序中所有活動線程和守護線程的數(shù)量等實時信息。

VisualVM 的線程標(biāo)簽提供了三種視圖，默認(rèn)會以時間線的方式展現(xiàn)。另外兩種視圖分別是表視圖和詳細(xì)信息視圖。

時間線視圖上方的工具欄提供了縮小，放大和自適應(yīng)三個按鈕，以及一個下拉框，我們可以選擇將所有線程、活動線程或者完成的線程顯示在視圖中。

4、快照功能

我們可以使用 VisualVM 的快照功能生成任意個性能分析快照并保存到本地來輔助我們進行性能分析?？煺諡椴东@應(yīng)用程序性能分析數(shù)據(jù)提供了一個很便捷的方式因為快照一旦生成可以在任何時候離線打開和查看，也可以相互傳閱。

VisualVM 提供了兩種類型的快照：

Profiler 快照：當(dāng)有一個性能分析會話（內(nèi)存或者 CPU）正在進行時，我們可以通過性能分析結(jié)果工具欄的“快照”按鈕生成 Profiler 快照捕獲當(dāng)時的性能分析數(shù)據(jù)。

應(yīng)用程序快照：我們可以右鍵點擊左側(cè) Applications 窗口中應(yīng)用程序節(jié)點，選擇“應(yīng)用程序快照”為生成一個應(yīng)用程序快照。應(yīng)用程序快照會收集某一時刻的堆轉(zhuǎn)儲，線程轉(zhuǎn)儲和 Profiler 快照，同時也會捕獲 JVM 的一些基本信息。

5、轉(zhuǎn)儲功能

線程轉(zhuǎn)儲的生成與分析

VisualVM 能夠?qū)φ谶\行的本地應(yīng)用程序生成線程轉(zhuǎn)儲，把活動線程的堆棧蹤跡打印出來，幫助我們有效了解線程運行的情況，診斷死鎖、應(yīng)用程序癱瘓等問題。

當(dāng) VisualVM 統(tǒng)計完應(yīng)用程序內(nèi)線程的相關(guān)數(shù)據(jù)，會把這些信息顯示新的線程轉(zhuǎn)儲標(biāo)簽。

VisualVM 能夠生成堆轉(zhuǎn)儲，統(tǒng)計某一特定時刻 JVM 中的對象信息，幫助我們分析對象的引用關(guān)系、是否有內(nèi)存泄漏情況的發(fā)生等。

當(dāng) VisualVM 統(tǒng)計完堆內(nèi)對象數(shù)據(jù)后，會把堆轉(zhuǎn)儲信息顯示在新的堆轉(zhuǎn)儲標(biāo)簽內(nèi)，我們可以看到摘要、類、實例數(shù)等信息以及通過 OQL 控制臺執(zhí)行查詢語句功能。

堆轉(zhuǎn)儲的摘要包括轉(zhuǎn)儲的文件大小、路徑等基本信息，運行的系統(tǒng)環(huán)境信息，也可以顯示所有的線程信息。

從類視圖可以獲得各個類的實例數(shù)和占用堆大小數(shù)，分析出內(nèi)存空間的使用情況，找出內(nèi)存的瓶頸，避免內(nèi)存的過度使用。

通過實例數(shù)視圖可以獲得每個實例內(nèi)部各成員變量的值以及該實例被引用的位置。首先需要在類視圖選擇需要查看實例的類。

此外，還能對兩個堆轉(zhuǎn)儲文件進行比較。通過比較我們能夠分析出兩個時間點哪些對象被大量創(chuàng)建或銷毀。