监控jvm工具：visualVM
为什么要监控jvm
众所周知，jvm（java virtual mechine）是java的精髓。
秉持着“一次编码，到处运行”的设计理念，可以说jvm让java在90年代火到了21世纪至今
由c++开发的jvm，它巧妙地设计了java的设计理念——即万物皆对象。并设计了这些对象应该如何存储，如何调用，并通过不断迭代设计让对象的存储和回收，执行更加合理，下图是jvm的发展历程。
[图片上传中...(image.png-d7a15d-1705939070766-0)]
时至今日，jvm这种“虚拟机”设计来运行的语言和生态仍然丰富。比如Kotlin，Groovy，JRuby（也就是说java可能会老，但jvm不会）。
也许开发者未必精通jvm，但对jvm的深入了解可以对开发，排错，调优有非常大的帮助。这里给出最基本的 jvm 入门知识，也是你监控 jvm并期待通过分析jvm来排错调优所必要的基础知识：
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堆（Heap）：
- 堆是用于存储对象实例的内存区域。在堆中分配的对象包括通过
new关键字创建的对象以及数组。 - 所有线程共享堆，但每个对象都有一个标识它的引用。
- 堆是用于存储对象实例的内存区域。在堆中分配的对象包括通过
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栈（Stack）：
- 栈用于存储方法的局部变量、操作数栈、方法返回地址等。每个线程都有自己的栈。
- 每个方法在执行时都会创建一个栈帧，栈帧包含了该方法的局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址等信息。
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程序计数器（Program Counter）：
- 程序计数器是每个线程私有的，用于存储当前线程执行的字节码指令的地址或索引。
- 在多线程环境下，程序计数器用于记录每个线程执行的位置，确保线程切换后能够恢复到正确的执行位置。
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本地方法栈（Native Method Stack）：
- 本地方法栈类似于栈，但用于执行本地方法（非 Java 语言编写的方法）。
- 本地方法栈的实现和栈类似，但用于执行本地代码。
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元空间（Metaspace）：
- 元空间是 JDK 8+ 版本中引入的（替代原来的方法区），使用本机内存存储类的元信息，包括类的结构信息、静态变量、方法信息等。
堆内提供垃圾回收，通过监视和清理不再使用的对象，释放内存空间，避免内存泄漏和提高程序性能
VisualVM分析
事实上，由于jvm的不断发展，官方（无论是jdk还是jvm）提供了很多命令和接口编程去帮助开发者监控jvm。
而其中本文详细介绍的VisualVM则是一款官方的，简单可视化的jvm监控工具。
下载安装
官网：https://visualvm.github.io/download.html
Q：如何汉化？
A：请从%JAVA_HOME%/bin下的jvisualvm.exe点击运行，[图片上传失败...(image-8eff0a-1705939107081)]
快速上手
首先启动一个java程序（本地）
你可以查看本地和远程 Java 应用程序的列表
<img src="http://s7mc2e5ie.hd-bkt.clouddn.com/blog/image-20240122210930443.png" alt="image-20240122210930443" style="zoom:33%;" /><img src="http://s7mc2e5ie.hd-bkt.clouddn.com/blog/image-20240122210927004.png" alt="image-20240122210927004" style="zoom:33%;" />
点击该连接，可以看到该java程序的概述页，包括该进程的PID，主机ip，运行主类，jvm参数，jvm版本，JAVA_HOME等
<img src="http://s7mc2e5ie.hd-bkt.clouddn.com/blog/image-20240122211153534.png" alt="image-20240122211153534" style="zoom:33%;" />
点击《监视》页面，可以查看该进程的类，cpu，线程活动，堆占用情况。
在这里可以手动《执行垃圾回收》，jvm会对堆进行垃圾回收，它监视和清理不再使用的对象，释放内存空间，避免内存泄漏，以此提高程序性能。
<img src="http://s7mc2e5ie.hd-bkt.clouddn.com/blog/image-20240122211434876.png" alt="image-20240122211434876" style="zoom:33%;" />
可以看到这个进程设置堆内存为238,026,784B(200多M)，最大堆设置为7xxx，堆内存已使用92,573,992B(92M)。
加载的类有15000多个，线程77个。其中活动线程为42个
tips：这里包括了springboot包和项目内部的线程和类。
堆分析
通过点击《堆dump》，可以生成堆的分析文件.hprof，
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和很多软件和系统（如windows的bat，ps的psd，Android的apk）都会定制他们的格式一样，你不必管它如何打开，只需导入VisualVM即可查看文件内容
线程分析
通过点击《线程》，可以实时监控该进程的线程，如他们的状态，运行时间。
[图片上传失败...(image-33109a-1705939107081)]
如线程之间发生了死锁，它会对你提醒。这里模拟一个死锁程序，如下所示Thread1和Thread0会发生死锁现象（可直接copy运行）
package com.xsrmall.portal;
public class DeadlockDemo {
public static void main(String[] args) {
// 创建两个资源对象
Resource resource1 = new Resource("Resource 1");
Resource resource2 = new Resource("Resource 2");
// 创建并启动两个线程
Thread thread1 = new Thread(() -> {
try {
resource1.method1(resource2);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
Thread thread2 = new Thread(() -> {
try {
resource2.method2(resource1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
});
thread1.start();
thread2.start();
}
// 资源类
static class Resource {
private String name;
public Resource(String name) {
this.name = name;
}
// 获取资源1的锁，然后尝试获取资源2的锁
public synchronized void method1(Resource otherResource) throws InterruptedException {
System.out.println(name + " is holding " + name);
Thread.sleep(100); // 模拟执行业务逻辑
System.out.println(name + " is waiting for " + otherResource.name);
otherResource.method2(this);
System.out.println(name + " released " + otherResource.name);
}
// 获取资源2的锁，然后尝试获取资源1的锁
public synchronized void method2(Resource otherResource) throws InterruptedException {
System.out.println(name + " is holding " + name);
Thread.sleep(100); // 模拟执行业务逻辑
System.out.println(name + " is waiting for " + otherResource.name);
otherResource.method1(this);
System.out.println(name + " released " + otherResource.name);
}
}
}
[图片上传失败...(image-7c7871-1705939107081)]
你可以点击《线程dump》生成线程执行的日志。
[图片上传失败...(image-96d34-1705939107081)]
如上所示，可以看到死锁线程和发生死锁的具体方法，这可以帮助开发者快速定位死锁问题。
tips: idea在执行这里旁边就有转储线程，<img src="http://s7mc2e5ie.hd-bkt.clouddn.com/blog/image-20240122213833377.png" alt="image-20240122213833377" style="zoom:33%;" />[图片上传失败...(image-d76b97-1705939107081)]
抽样器
类似vmWare的快照，它会对此时进程运行的cpu运行情况进行展示
[图片上传失败...(image-4b9491-1705939107081)]
可以看到这个本地的part方法占用了82%的总进程cpu时间。259s。
也可以对内存进行抽样，不再赘述。
Profiler
Profiler可以进行性能分析。目前笔者不需要这个就不看了，待更新。
事实上，VisualVM的很多执行都是去执行提供的类似jmap，jps，jmx规范等jvm/jdk命令
之后会写一篇jdk和jvm提供的监控jvm的命令或java对象。
参考：
https://www.cnblogs.com/liukaifeng/p/10052647.html
https://www.jianshu.com/p/bb4ba6612392
https://heapdump.cn/article/4481245
https://www.cnblogs.com/baby123/p/11551626.html
https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1252599548343744/1282385687609378
http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/index-138283.html
https://visualvm.github.io/troubleshooting.html?Java_VisualVM
https://www.oracle.com/java/technologies/javase/troubleshooting-javase.html
