1.Visual VM多合一工具 Visual VM是一个功能强大的多合一故障诊断和性能监控的可视化工具，它集成了多种性能统计工具的功能，使用 Visual VM 可以代替jstat、jmap、jhat、jstack甚至是JConsole。在JDK 6 Update 7以后，Visual Vm便作为JDK的一部分发布，它完全免费。 官方下载：https://visualvm.github.io/download.html 中文汉化版：https://download.csdn.net/download/yueshutong123/10729777 Visual VM插件的安装非常容易，既可以通过离线下载插件*.nbm。然后在 PLugin 对话框的Downloaded页面下，添加已下载的插件。也可以在Availble Plugin页面下，在线安装插件，如图所示。 若是启动VisualVm.exe报错：Can'nt find java1.8 or or higher ,只需要编辑\etc\visualvm.conf文件，找到下面这行并重新指向本地Java路径即可。 visualvm_jdkhome="D:\Java\jdk1.8.0" 汉化版的插件地址已过时，点击“插件”->“设置”->“编辑”，更换URL为https://visualvm.github.io/archive/uc/release138/updates.xml.gz 插件地址汇总：https://visualvm.github.io/pluginscenters.html 1.1 Visual VM连接应用程序 1）Visual VM支持多种连接应用程序，最常见的就是本地连接。只要本地计算机内有Java应用程序正在执行，就可以监测到。如图所示。 2）除了本地连接外，Visual VM也支持远程JMX连接。Java应用程序可以通过以下参数启动程序打开JMX端口： -Djava.rmi.server.hostname=127.0.0.1 #远程服务器的ip地址 -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=8888 #指定jmx监听的端口 -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false #是否开启认证 -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false #是否开启ssl 添加JMX连接 添加成功后 3）添加远程主机。远程主机可以通过jstatd工具建立，如使用以下命令开启 jstatd -J-Djava.security.policy=c:\jstatd.all.policy 文本文件jstatd.all.policy的内容为： grant codebase "file:${java.home}/../lib/tools.jar" { permission java.security.AllPermission; }; 接着在Visual VM中添加远程主机，如图。正确填写计算机IP地址。 1.2 监控应用程序概况 通过Visual VM，可以查看应用程序的基本情况。比如，进程ID、Main Class、启动参数等。 单机Tab页面的Monitor页面，即可监控应用程序的CPU、堆、永久区、类加载和线程数的总体情况。通过页面上的Perform GC 和 Heap Dump按钮还可以手工执行Full GC和生成堆快照。 1.3 Thread Dump和分析 1.4 性能分析 Visual VM有CPU和内存两个采样器。 编写测试程序： public class HProfTest { public void slowMethod(){ try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } public void slowerMethod(){ try { Thread.sleep(10000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } public void fastMethod(){ try { Thread.yield(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } public static void main(String[] args) { while (true) { HProfTest hProfTest = new HProfTest(); hProfTest.fastMethod(); hProfTest.slowMethod(); hProfTest.slowerMethod(); } } } 通过Visual VM的采样功能，可以找到占用CPU时间最长的方法。如图slowerMethod()方法占用时间最长。 在Visual VM的默认统计信息中，不包含JDK内的函数调用统计，需要单击右上角的设置，手工配置。如图。 1.5 快照 选中java应用，单击应用程序，即可查看堆Dump，线程Dump等。 右击dump快照，可另存为。 1.6 内存快照分析 通过选中右键的堆Dump命令，可以立即获得当前应用程序的内存快照，如图。 在类页面中，还可以对两个不同的内存快照文件进行比较。这个功能可以帮助开发者快速分析同一应用程序运行的不同时刻，内存数据产生的变化。 在这个类展示的页面中，如果需要获取类的更多信息，可以单击右键，进入该类的实例页面；或者直接双击。 在实例页面中，将显示类的所有实例。 1.7 MBean管理 Visual VM可以通过插件，集成JConsole的MBean管理功能。 关于JConsole MBean的使用请参考另一篇博客：https://www.cnblogs.com/yueshutong/p/9812464.html 1.8 TDA使用 TDA 是Thread Dump Analyzer 的缩写，是一款线程快照分析工具。当使用jstack或者Visual VM等工具取得线程快照文件后，使用TDA可以帮助开发者分析导出的线程快照。TDA即是一款单独的软件，又是Visual VM的插件。当作为插件时，导出快照后，TDA会自启动。 1.9 BTrace介绍 BTrace 通过字节码注入，动态监控系统的运行情况。它可以跟踪指定的方法调用、构造函数调用和系统内存等信息。在Visual VM中安装插件BTrace后，右击Java程序打开Trece application。如图。 BTrace脚本示范： @BTrace public class TimeLogger { @TLS private static long startTime = 0; @OnMethod(clazz="/.+/", //监控任意类 method="/slowMethod/") //监控slowMethod方法 public static void startMethod(){ startTime = timeMillis(); } @OnMethod(clazz="/.+/",method="/slowMethod/",location=@Location(Kind.RETURN))//方法返回时触发 public static void endMethod(){ long time = timeMillis() - startTime; println(strcat("execute time(nanos): ", str(time))); } } 以上脚本使用@OnMethod注释指定要监控的类和方法名称。@Location注释，可以指定程序运行到某一行代码时，触发某一行为。 @OnMethod(clazz="/.+/", location=@Location(Kind.LINE, line=26)) 定时触发(ms) @OnMethod 更换为 @OnTimer(3000) 监控参数 public static void endMethod(@ProbeClassName String pcn, @ProbeMethodName String pmn, AnyType[] args){ //pcn 类名称 //pmn 方法名称 //args 参数 } 监控文件 method="" //监控构造函数 2.Visual VM对OQL的支持 上面我们学会了如何查看堆内存快照，但是，堆内存快照十分庞大，快照中的类数量也很多。Visual VM提供了对OQL（对象查询语言）的支持，以便于开发人员在庞大的堆内存数据中，快速定位所需的资源。 2.1 Visual VM的OQL基本语法 OQL 语言是一种类似SQL的查询语言。基本语法如下： select [ from [instanceof] [ where ] ] OQL由3个部分组成：select 子句、from 子句和where 子句。select 子句指定查询结果要显示的内容；from 子句指定查询范围，可指定类名，如java.lang.String、char[]、[Ljava.io.File（File数组）;where 子句用于指定查询条件。 select 子句和where 子句支持使用Javascript 语法处理较为复杂的查询逻辑；select 子句可以使用类似json的语法输出多个列；from子句中可以使用instanceof关键字，将给定类的子类也包括到输出列表中。 在Visual VM的OQL中，可以直接访问对象的属性和部分方法。如下例中，直接使用了String对象的count属性，筛选出长度大于等于100的字符串： select s from java.lang.String s where s.count >= 100 选取长度大于等于256的 int 数组： select a from int[] a where a.length >= 256 筛选出表示两位数整数的字符串： select {instance: s, content: s.toString()} from java.lang.String s where /^\d{2}$/(s.toString()) 上例中，select 子句使用了json语法，指定输出两列为String对象以及String.toString() 的输出。where 子句使用正则表达式，指定了符合/^\d{2}$/条件的字符串。 下例使用 instance 关键字选取所有的ClassLoader，包括子类： select cl from instanceof java.lang.ClassLoader cl; 由于在Java程序中，一个类可能会被多个ClassLoader同时载入，因此，这种情况下，可能需要使用Class的ID来指定Class。如下例，选出了所有ID为0x37A014D8的Class对象实例。 select s from 0x37A014D8 s; Visual VM 的 OQL 语言支持Javascript作为子表达式。 2.2 内置heap对象 heap对象是 Visual VM OQL 的内置对象。通过 heap 对象可以实现一些强大的OQL功能。heap 对象的主要方法如下： forEachClass()：对每一个Class对象执行一个回调操作。它的使用方法类似于 heap.forEachClass(callback)，其中 callback 为 Javascript 函数。 findClass()：查找给定名称的类对象，返回类的方法和属性参考表6.3.它的调用方法类似 heap.findClass(className)。 classes()：返回堆快照中所有的类集合。使用方法如 heap.classes()。 objects()：返回堆快照中所有的对象集合。使用方法如 heap.objects(clazz,[includeSubtypes],[filter])，其中clazz指定类名称，includeSubtypes指定是否选出子类，filter 为过滤器，指定筛选规则。includeSubtypes 和 filter 可以省略。 livepaths()：返回指定对象的存活路径。即，显示哪些对象直接或者间接引用了给定对象。它的使用方法如heap.livepaths(obj)。 roots()：返回这个堆的根对象。使用方法如heap.roots()。 使用findClass()返回的Class对象拥有的属性和方法 ： 属性 方法 name：类名称 isSubclassOf()：是否是指定类的子类 superclass：父类 isSuperclassOf()：是否是指定类的父类 statics：类的静态变量的名称和值 subclasses()：返回所有子类 fields：类的域信息 superclasses()：返回所有父类 下例查找java.util.Vector类： select heap.findClass("java.util.Vector") 查找java.util.Vector的所有父类： select heap.findClass("java.util.Vector").superclasses() 输出结果如下： java.util.AbstractList java.util.AbstractCollection java.lang.Object 查找所有在java.io包下的对象： select filter(heap.classes(), "/java.io./(it.name)") 查找字符串“56”的引用链： select heap.livepaths(s) from java.lang.String s where s.toString()=='56' 如下是一种可能的输出结果，其中java.lang.String#1600即字符串“56”。它显示了该字符串被一个WebPage对象持有。 java.lang.String#1600->geym.zbase.ch7.heap.WebPage#57->java.lang.Object[]#341->java.util.Vector#11->geym.zbase.ch7.heap.Student#3 查找这个堆的根对象： select heap.roots() 下例查找当前堆中所有java.io.File对象实例，参数true表示java.io.File的子类也需要被显示： select heap.objects("java.io.File",true) 下例访问了TraceStudent类的静态成员webpages对象： select heap.findClass("geym.zbase.ch7.heap.TraceStudent").webpages 2.3 对象函数 在Visual VM中，为OQL语言还提供了一组以对象为操作目标的内置函数。通过这些函数，可以获取目标对象的更多信息。本节主要介绍一些常用的对象函数。 1．classof()函数 返回给定Java对象的类。调用方法形如classof(objname)。返回的类对象有以下属性。 name：类名称。 superclass：父类。 statics：类的静态变量的名称和值。 fields：类的域信息。 Class对象拥有以下方法。 isSubclassOf()：是否是指定类的子类。 isSuperclassOf()：是否是指定类的父类。 subclasses()：返回所有子类。 superclasses()：返回所有父类。 下例将返回所有Vector类以及子类的类型： select classof(v) from instanceof java.util.Vector v 一种可能的输出如下： java.util.Vector java.util.Vector java.util.Stack 2．objectid()函数 objectid()函数返回对象的ID。使用方法如objectid(objname)。 返回所有Vector对象（不包含子类）的ID： select objectid(v) from java.util.Vector v 3．reachables()函数 reachables()函数返回给定对象的可达对象集合。使用方法如reachables(obj,[exclude])。obj为给定对象，exclude指定忽略给定对象中的某一字段的可达引用。 下例返回'56'这个String对象的所有可达对象： select reachables(s) from java.lang.String s where s.toString()=='56' 它的部分输出如下： char[]#264 这里的返回结果是 java.lang.String.value 域的引用对象。即，给定的 String 类型的 value 域指向对象 char[]#264。如果使用过滤，要求输出结果中不包含 java.lang.String.value 域的引用对象，代码如下： select reachables(s, "java.lang.String.value") from java.lang.String s where s.toString()=='56' 以上查询输出结果为空，因为String对象只有value包含对其它对象的引用。 4．referrers()函数 返回引用给定对象的对象集合。使用方法如：referrers(obj)。 下例返回了引用“56”String对象的对象集合： select referrers(s) from java.lang.String s where s.toString()=='56' 它的输出可能如下： java.lang.Object[]#1077 java.lang.Object[]#1055 这说明一个Object数组引用了“56”这个字符串对象。在查询结果中单击 java.lang.Object[]#1077，可进一步找到引用 java.lang.Object[]#1077 对象的是一个ArrayList对象。如图所示。 下例找出长度为2，并且至少被2个对象引用的字符串： select s.toString() from java.lang.String s where (s.count==2 && count(referrers(s)) >=2) 注意：where子句中使用的逻辑运算符是&&。这是JavaScript语法，不能像SQL一样使用AND操作符。 5．referees()函数 referees()函数返回给定对象的直接引用对象集合，用法形如：referees(obj)。 下例返回了File对象的静态成员引用： select referees(heap.findClass("java.io.File")) 下例返回长度为2，并且至少被2个对象引用的字符串的直接引用： select referees(s) from java.lang.String s where (s.count==2 && count(referrers(s)) >=2 ) 6．sizeof()函数 sizeof()函数返回指定对象的大小（不包括它的引用对象），即浅堆（Shallow Size）。 注意：sizeof()函数返回对象的大小不包括对象的引用对象。因此，sizeof()的返回值由对象的类型决定，和对象的具体内容无关。 下例返回所有int数组的大小以及对象： select {size:sizeof(o),Object:o} from int[] o 下例返回所有Vector的大小以及对象： select {size:sizeof(o),Object:o} from java.util.Vector o 它的输出可能为如下形式： { size = 36, Object = java.util.Vector#5 } { size = 36, Object = java.util.Vector#6 } 可以看到，不论Vector集合包含多少对象。Vector对象所占用的内存大小始终为36字节。这是由Vector本身的结构决定的，与其内容无关。sizeof()函数就是返回对象的固有大小。 7．rsizeof()函数 rsizeof()函数返回对象以及其引用对象的大小总和，即深堆（Retained Size）。这个数值不仅与类本身的结构有关，还与对象的当前数据内容有关。 下例显示了所有Vector对象的Shallow Size以及Retained Size： select {size:sizeof(o),rsize:rsizeof(o)} from java.util.Vector o 部分输出可能如下所示： { size = 36, rsize = 572 } { size = 36, rsize = 76 } 注意：resizeof()取得对象以及其引用对象的大小总和。因此，它的返回值与对象的当前数据内容有关。 8．toHtml()函数 toHtml()函数将对象转为HTML显示。 下例将Vector对象的输出使用HTML进行加粗和斜体显示： select ""+toHtml(o)+"" from java.util.Vector o 输出部分结果如图7.44所示。直接点击输出对象，可以展示实例页面中的对应对象。 2.4 集合/统计函数 Visual VM中还有一组用于集合操作和统计的函数。可以方便地对结果集进行后处理或者统计操作。集合/统计函数主要有contains()、count()、filter()、length()、map()、max()、min()、sort()、top()等。 1．contains()函数 contains()函数判断给定集合是否包含满足给定表达式的对象。它的使用方法形如contains(set, boolexpression)。其中set为给定集合，boolexpression为表达式。在boolexpression中，可以使用如下contains()函数的内置对象。 it：当前访问对象。 index：当前对象索引。 array：当前迭代的数组/集合。 下例返回被 File 对象引用的 String 对象集合。首先通过 referrers(s) 得到所有引用String 对象的对象集合。使用 contains() 函数及其参数布尔等式表达式classof(it).name == 'java.io.File')，将 contains() 的筛选条件设置为类名是java.io.File 的对象。 select s.toString() from java.lang.String s where contains(referrers(s), "classof(it).name == 'java.io.File'") 以上查询的部分输出结果如下： D:\Java\jdk1.8.0\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar D:\Java\jdk1.8.0\jre\lib\ext\sunec.jar D:\Java\jdk1.8.0\jre\lib\ext\nashorn.jar D:\Java\jdk1.8.0\jre\lib\ext\localedata.jar D:\Java\jdk1.8.0\jre\lib\ext\zipfs.jar D:\Java\jdk1.8.0\jre\lib\ext\jfxrt.jar D:\Java\jdk1.8.0\jre\lib\ext\dnsns.jar 通过该OQL，得到了当前堆中所有的File对象的文件名称。可以理解为当前Java程序通过java.io.File获得已打开或持有的所有文件。 2．count()函数 count()函数返回指定集合内满足给定布尔表达式的对象数量。它的基本使用方法如：count(set, [boolexpression])。参数set指定要统计总数的集合，boolexpression为布尔条件表达式，可以省略，但如果指定，count()函数只计算满足表达式的对象个数。在boolexpression表达式中，可以使用以下内置对象。 it：当前访问对象。 index：当前对象索引。 array：当前迭代的数组/集合。 下例返回堆中所有java.io包中的类的数量，布尔表达式使用正则表达式表示。 select count(heap.classes(), "/java.io./(it.name)") 下列返回堆中所有类的数量。 select count(heap.classes()) 3．filter()函数 filter()函数返回给定集合中，满足某一个布尔表达式的对象子集合。使用方法形如filter(set, boolexpression)。在boolexpression中，可以使用以下内置对象。 it：当前访问对象。 index：当前对象索引。 array：当前迭代的数组/集合。 下例返回所有java.io包中的类。 select filter(heap.classes(), "/java.io./(it.name)") 下例返回了当前堆中，引用了java.io.File对象并且不在java.io包中的所有对象实例。首先使用referrers()函数得到所有引用java.io.File对象的实例，接着使用filter()函数进行过滤，只选取不在java.io包中的对象。 select filter(referrers(f), "! /java.io./(classof(it).name)") from java.io.File f 4．length()函数 length()函数返回给定集合的数量，使用方法形如length(set)。 下例返回当前堆中所有类的数量。 select length(heap.classes()) 5．map()函数 map()函数将结果集中的每一个元素按照特定的规则进行转换，以方便输出显示。使用方法形如：map(set, transferCode)。set为目标集合，transferCode为转换代码。在transferCode中可以使用以下内置对象。 it：当前访问对象。 index：当前对象索引。 array：当前迭代的数组/集合。 下例将当前堆中的所有File对象进行格式化输出： select map(heap.objects("java.io.File"), "index + '=' + it.path.toString()") 输出结果为： 0=D:\tools\jdk1.7_40\jre\bin\zip.dll 1=D:\tools\jdk1.7_40\jre\bin\zip.dll 2=D:\tools\jdk1.7_40\jre\lib\ext 3=C:\Windows\Sun\Java\lib\ext 4=D:\tools\jdk1.7_40\jre\lib\ext\meta-index 5=D:\tools\jdk1.7_40\jre\lib\ext 注意：map()函数可以用于输出结果的数据格式化。它可以将集合中每一个对象转成特定的输出格式。 6．max()函数 max()函数计算并得到给定集合的最大元素。使用方法为：max(set, [express])。其中set为给定集合，express为比较表达式，指定元素间的比较逻辑。参数express可以省略，若省略，则执行数值比较。参数express可以使用以下内置对象。 lhs：用于比较的左侧元素。 rhs：用于比较的右侧元素。 下例显示了当前堆中最长的String长度。对于JDK 1.6得到的堆，首先使用heap.objects()函数得到所有String对象，接着，使用map()函数将String对象集合转为String对象的长度集合，最后，使用max()函数得到集合中的最大元素。对于JDK 1.7得到的堆，由于String结构发生变化，故通过String.value得到字符串长度。 JDK 1.6导出的堆 select max(map(heap.objects('java.lang.String', false), 'it.count')) JDK 1.7导出的堆 select max(map(filter(heap.objects('java.lang.String', false),'it.value!=null'), 'it.value.length')) 以上OQL的输出为最大字符串长度，输出如下： 734.0 下例取得当前堆的最长字符串。它在max()函数中设置了比较表达式，指定了集合中对象的比较逻辑。 JDK 1.6导出的堆 select max(heap.objects('java.lang.String'), 'lhs.count > rhs.count') JDK 1.7导出的堆 select max(filter(heap.objects('java.lang.String'),'it.value!=null'), 'lhs. value.length > rhs.value.length') 与上例相比，它得到的是最大字符串对象，而非对象的长度： java.lang.String#908 7．min()函数 min()函数计算并得到给定集合的最小元素。使用方法为：min(set, [expression])。其中set为给定集合，expression为比较表达式，指定元素间的比较逻辑。参数expression可以省略，若省略，则执行数值比较。参数expression可以使用以下内置对象： lhs：用于比较的左侧元素 rhs：用于比较的右侧元素 下例返回当前堆中数组长度最小的Vector对象的长度： select min(map(heap.objects('java.util.Vector', false), 'it.elementData. length')) 下例得到数组元素长度最长的