JVM 在程序执行的过程中, 提供了GC行为的原生数据。那么, 我们就可以利用这些原生数据来生成各种报告。原生数据(raw data) 包括:
- 各个内存池的当前使用情况,
- 各个内存池的总容量,
- 每次GC暂停的持续时间,
- GC暂停在各个阶段的持续时间。
可以通过这些数据算出各种指标, 例如: 程序的内存分配率, 提升率等等。本章主要介绍如何获取原生数据。 后续的章节将对重要的派生指标(derived metrics)展开讨论, 并引入GC性能相关的话题。
JMX API
从 JVM 运行时获取GC行为数据, 最简单的办法是使用标准 . JMX是获取 JVM内部运行时状态信息 的标准API. 可以编写程序代码, 通过 JMX API 来访问本程序所在的JVM，也可以通过JMX客户端执行(远程)访问。
最常见的 JMX客户端是 和 (可以安装各种插件,十分强大)。两个工具都是标准JDK的一部分, 而且很容易使用. 如果使用的是 JDK 7u40 及更高版本, 还可以使用另一个工具: ( 大致翻译为 Java控制中心, jmc.exe)。
JVisualVM安装MBeans插件的步骤: 通过 工具(T) – 插件(G) – 可用插件 – 勾选VisualVM-MBeans – 安装 – 下一步 – 等待安装完成…… 其他插件的安装过程基本一致。
所有 JMX客户端都是独立的程序,可以连接到目标JVM上。目标JVM可以在本机, 也可能是远端JVM. 如果要连接远端JVM, 则目标JVM启动时必须指定特定的环境变量,以开启远程JMX连接/以及端口号。 示例如下:
java -Dcom.sun.management.jmxremote.port=5432 com.yourcompany.YourApp
在此处, JVM 打开端口5432以支持JMX连接。
通过 JVisualVM 连接到某个JVM以后, 切换到 MBeans 标签, 展开 “java.lang/GarbageCollector” . 就可以看到GC行为信息, 下图是 JVisualVM 中的截图:
下图是Java Mission Control 中的截图:
从以上截图中可以看到两款垃圾收集器。其中一款负责清理年轻代(PS Scavenge)，另一款负责清理老年代(PS MarkSweep); 列表中显示的就是垃圾收集器的名称。可以看到 , jmc 的功能和展示数据的方式更强大。
对所有的垃圾收集器, 通过 JMX API 获取的信息包括:
- CollectionCount : 垃圾收集器执行的GC总次数,
- CollectionTime: 收集器运行时间的累计。这个值等于所有GC事件持续时间的总和,
- LastGcInfo: 最近一次GC事件的详细信息。包括 GC事件的持续时间(duration), 开始时间(startTime) 和 结束时间(endTime), 以及各个内存池在最近一次GC之前和之后的使用情况,
- MemoryPoolNames: 各个内存池的名称,
- Name: 垃圾收集器的名称
- ObjectName: 由JMX规范定义的 MBean的名字,,
- Valid: 此收集器是否有效。本人只见过 “
true“的情况
根据经验, 这些信息对GC的性能来说,不能得出什么结论. 只有编写程序, 获取GC相关的 JMX 信息来进行统计和分析。 在下文可以看到, 一般也不怎么关注 MBean , 但 MBean 对于理解GC的原理倒是挺有用的。
JVisualVM
工具的 “” 插件提供了基本的 JMX客户端功能, 还实时显示出 GC事件以及各个内存空间的使用情况。
Visual GC 插件常用来监控本机运行的Java程序, 比如开发者和性能调优专家经常会使用此插件, 以快速获取程序运行时的GC信息。
左侧的图表展示了各个内存池的使用情况: Metaspace/永久代, 老年代, Eden区以及两个存活区。
在右边, 顶部的两个图表与 GC无关, 显示的是 JIT编译时间 和 类加载时间。下面的6个图显示的是内存池的历史记录, 每个内存池的GC次数,GC总时间, 以及最大值，峰值, 当前使用情况。
再下面是 HistoGram, 显示了年轻代对象的年龄分布。至于对象的年龄监控(objects tenuring monitoring), 本章不进行讲解。
与纯粹的JMX工具相比, VisualGC 插件提供了更友好的界面, 如果没有其他趁手的工具, 请选择VisualGC. 本章接下来会介绍其他工具, 这些工具可以提供更多的信息, 以及更好的视角. 当然, 在“Profilers(分析器)”一节中，也会介绍 JVisualVM 的适用场景 —— 如: 分配分析(allocation profiling), 所以我们绝不会贬低哪一款工具, 关键还得看实际情况。
jstat
也是标准JDK提供的一款监控工具(Java Virtual Machine statistics monitoring tool),可以统计各种指标。既可以连接到本地JVM,也可以连到远程JVM. 查看支持的指标和对应选项可以执行 “jstat -options” 。例如:
+-----------------+---------------------------------------------------------------+| Option | Displays... | +-----------------+---------------------------------------------------------------+ |class | Statistics on the behavior of the class loader | |compiler | Statistics on the behavior of the HotSpot Just-In-Time com- | | | piler | |gc | Statistics on the behavior of the garbage collected heap | |gccapacity | Statistics of the capacities of the generations and their | | | corresponding spaces. | |gccause | Summary of garbage collection statistics (same as -gcutil), | | | with the cause of the last and current (if applicable) | | | garbage collection events. | |gcnew | Statistics