Java程序性能分析:内存

开发与运维

一、前言

  • 开发Java项目过程中,难免会碰到一些 性能 问题,这时候就需要一些工具,帮忙排查
  • 本文主要介绍 JDK自带的上古神器 jstat、jmap,用于分析内存问题,另简单介绍 MAT、gceasy、HeapDump 等
  • 以 openjdk 11.0.13、G1 垃圾收集器、Linux系统 为例

二、GC分析:jstat

1. jstat 简介

  • jstat 全称 “Java Virtual Machine statistics monitoring tool”,位于 JDK 的 bin 目录下,用于对 Java 程序的资源和性能进行监控,包括 Heap size、垃圾回收状况 等。
  • jstat --help:查看命令帮助
  • jstat -options:返回有哪些命令选项,如 -gcutil、-gc、-gccapacity、-gccause,另有 -class、-compiler、-printcompilation 等
  • jstat 上一步输出的命令选项 [-t] [-h每几行输出标题行] 进程号 [持续输出间隔时长 [输出次数]]
  • 持续输出间隔时长 默认毫秒,数字后面加 s 单位改为秒,-t 表示每行开头输出 相对应用启动时间的Timestamp 时间戳

2. jstat -gcutil

  • 常用命令格式:jstat -gcutil 进程号 持续输出间隔毫秒数,下图每隔 1000毫秒输出一次
  • 前6列 输出各个内存区域使用百分比 (没有容量大小),依次是 幸存区survivor0、1、新生代Eden、老年代Old、元数据 Metaspace、Compressed class space
  • GC 结尾的列 表示 GC次数,GCT 结尾的 表示 GC耗时,依次是 Young GC 次数和耗时、Full GC、Compressed class space GC,最后一列 GCT 是 Total总GC耗时
  • 2次相邻的GC,可以快速判断那一次GC的耗时;GCT / GC = 平均每次GC耗时
  • GC是否频繁标准参考:Young GC执行迅速(50毫秒以内)、Young GC执行不频繁(间隔10秒左右一次)、Full GC执行迅速(1秒以内)、Full GC执行不频繁(间隔10分钟左右一次)
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3. jstat -gc

  • 列出 各区域的容量Capacity、使用大小 Utilization,单位是 KB,有容量大小,没有百分比
  • YGC 开始,是各区域 GC次数、耗时
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4. jstat -gccapacity

  • 主要关注 各区域 最小(Min,MN结尾)、最大(Max,MX结尾)、当前(Capacity,C结尾) 容量 capacity
  • 最后3列 YGC、FGC、CGC 分别是 Young、Full、Compressed class space 区域 GC次数
  • NGCMN 是 新生代最小容量 new generation capacity min
  • 各个分区的容量,单位是 KB
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三、内存分析:jmap

1. jmap 简介

jmap 可以 快速分析简单的内存占用,生成 dump文件 便于后续分析

2. jmap -histo

  • 快速检测明显的内存问题(看不出来问题,可以下一步 jmap -dump)
  • 命令格式:jmap -histo 进程号,建议后面加 | head -行数,不然就等着刷屏吧
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3. jmap -dump

  • 生成的文件,用于深层次分析内存问题
  • 命令格式:jmap -dump:format=b,file=heap.bin <pid>
  • GC以后再 dump,可以确定是不是还没有触发GC,内存占用才高,格式是在 -dump: 后面增加 live,
  • dump文件如果在服务器,建议压缩以后在传输,如下图 文件大小降低70%
  • 如果是在远程容器里面,下载到本地可能报错,压缩 + 重试 大概率能解决
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四、其他内存分析工具

1. MAT:免费经典的dump分析工具

  • MAT 全称 Eclipse Memory Analysis Tools,是一个分析 Java 堆数据的专业工具,可以计算出内存中对象的实例数量、占用空间大小、引用关系等,看看是谁阻止了垃圾收集器的回收工作,从而定位内存泄漏的原因。
  • 建议配置略大于 dump文件大小的内存,否则可能报错,编辑 MemoryAnalyzer.ini 添加 -vmargs – Xmx4g

2. gceasy.io:国外的在线分析工具

3. HeapDump社区

阿里大神创业的产品,除了工具,还有不少性能方面的案例

五、总结

  • jstat 可以看到 容量、使用量、最小最大容量、使用率、GC耗时、GC是否频繁
  • jmap 可以 快速分析简单的内存占用,生成 dump文件 便于后续分析
  • 另罗列了 MAT、gceasy.io、HeapDump社区 等,鉴于篇幅原因,暂时不细说了

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