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    全功能的Java剖析工具(profiler)

    Posted on 2007-08-27 18:44 tearofmoscow 閱讀(2276) 評論(0)  編輯  收藏

    JProfiler是一個全功能的Java剖析工具(profiler),專用於分析J2SE和J2EE應(yīng)用程式。它把CPU、線程和記憶體的剖析組合在一個強大的應(yīng)用中。JProfiler可提供許多IDE整合和應(yīng)用服務(wù)器整合功能。JProfiler直覺式的GUI讓你可以找到性能瓶頸、抓住內(nèi)存泄漏(memory leaks)、并解決多線程的問題。它讓你得以對heap walker作資源回收器的root analysis,可以輕易找出內(nèi)存泄漏;heap快照(snapshot)模式讓未被引用(reference)的對象, 稍微被引用的對象、或在終結(jié)(finalization)序列的對象都會被移除;整合精靈以便剖析瀏覽器的Java外掛功能。






    1、摘要..........................................................................1
    2、改善服務(wù)器的性能...........................................................1
    3、分析器原理...................................................................2
    4、JProfiler 簡介...............................................................2
    5、JProfiler 特征...............................................................3
    6、本地監(jiān)控.....................................................................4
    7、遠(yuǎn)程監(jiān)控.....................................................................7
    8、參考..........................................................................9

     

     

     

     

     

     

    1 摘要

     

           改善 Java 服務(wù)器的性能需要模擬負(fù)載下的服務(wù)器。創(chuàng)建一個模擬環(huán)境、搜集數(shù)據(jù)并且分析結(jié)果可能是對許多開發(fā)人員的挑戰(zhàn)。這篇文章介紹了使用 JProfiler 跟蹤分析 Java 服務(wù)器的性能。

     

     

     

    簡單的性能問題很容易分離并解決,然而,大的性能問題,如內(nèi)存溢出或者系統(tǒng)的罷工,通常在系統(tǒng)處于高負(fù)載情況下發(fā)生,就不能這么簡單的處理了。這些問題需要一個獨立的測試環(huán)境、一個模擬的負(fù)載,并且需要仔細(xì)地分析和跟蹤。

     

     

     

    在這篇文章中,我使用比較通用的工具( JProfiler JBuilder )和設(shè)備創(chuàng)建了一個性能監(jiān)控分析環(huán)境,跟蹤本地和遠(yuǎn)程的服務(wù)器程序,專注于三個性能問題:內(nèi)存、垃圾回收和多線程運行狀況,從而很好的監(jiān)視 JVM 運行情況及其性能。

    2 、改善服務(wù)器的性能

     

    服務(wù)器的性能改善是依賴于數(shù)據(jù)的。沒有可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)而更改應(yīng)用或環(huán)境會導(dǎo)致更差的結(jié)果。分析器提供有用的 Java 服務(wù)器應(yīng)用信息,但由于從單用戶負(fù)載下的數(shù)據(jù)與多用戶負(fù)載下得到的數(shù)據(jù)是完全不同的,這導(dǎo)致分析器的數(shù)據(jù)并不精確。在開發(fā)階段使用分析器來優(yōu)化應(yīng)用的性能是一個好的方式,但在高負(fù)載下的應(yīng)用分析可以取到更好的效果。

     

     

    在負(fù)載下分析服務(wù)器應(yīng)用的性能需要一些基本的元素:

     

     

    1、  可控的進(jìn)行應(yīng)用負(fù)載測試的環(huán)境。

    2、  可控的人造負(fù)載使得應(yīng)用滿負(fù)荷運行。

    3、  來自監(jiān)視器、應(yīng)用和負(fù)載測試工具自身的數(shù)據(jù)搜集。

    4、  性能改變的跟蹤。

     

     

    不要低估最后一個需求(性能跟蹤)的重要性因為如果不能跟蹤性能你就不能實際的管理項目。性能上 10-20% 的改善對單用戶環(huán)境來說并沒有什么不同,但對支持人員來說就不一樣了。 20% 的改善是非常大的,而且通過跟蹤性能的改善,你可以提供重要的反饋和持續(xù)跟蹤。

     

     

    雖然性能跟蹤很重要,但有時為了使后續(xù)的測試更加精確而不得不拋棄先前的測試結(jié)果。在性能測試中,改善負(fù)載測試的精確性可能需要修改模擬環(huán)境,而這些變化是必須的,通過變化前后的負(fù)載測試你可以觀察到其中的轉(zhuǎn)變。

    3 、 分析器原理

     

    現(xiàn)在幾乎所有的分析器都是從同一個起點和約束開始的: Java 虛擬機分析器界面 (JVMPI) ( 參考 "The Java Virtual Machine Profiler Interface") Sun 微系統(tǒng)的 API 允許工具開發(fā)商接口或者連接到遵循 JVMPI JVM 上,并且監(jiān)控運作的方式以及 JVM 運行任何 Java 程序時的關(guān)鍵事件 -- 從單獨的應(yīng)用程序到 Applet Servlet 和企業(yè) JavaBeans (EJB) 組件。

     

     

     

    在分析器內(nèi)啟動一個程序意味著生成、捕捉、和觀察大量數(shù)據(jù),所以所有的分析器都包含著不同的方法來控制數(shù)據(jù)的流動,在不同的標(biāo)準(zhǔn)以及每一封裝包的基礎(chǔ)上進(jìn)行過濾。同樣 也可以使用靈活的正規(guī)表達(dá)式類型模式來完成。

    4 JProfiler 簡介

    是一個全功能的 Java 剖析工具( profiler ),專用于分析 J2SE J2EE 應(yīng)用程序。它把 CPU 、執(zhí)行緒和內(nèi)存的剖析組合在一個強大的 應(yīng)用中。 JProfiler 可提供許多 IDE 整合和應(yīng)用服務(wù)器整合用途。 JProfiler 直覺式的 GUI 讓你可以找到效能瓶頸、抓出內(nèi)存漏失 (memory leaks) 、并解決執(zhí)行緒的問題。它讓你得以對 heap walker 作資源回收器的 root analysis ,可以輕易找出內(nèi)存溢出; heap 快照( snapshot )模式讓未被參照( reference )的對象、稍微被參照的對象、或在終結(jié)( finalization )隊列的對象 都會被移除;整合精靈以便剖析瀏覽器的 Java 外掛功能。

     

     

    目前最新的版本是 4.1.2 ,幾乎支持所有常用的 IDE Application Server ,可以到其 EJ 官方網(wǎng)站 http://www.ej-technologies.com/ 下載,申請一個十天的試用注冊碼。

    5 、 JProfiler 特征

    5.1 內(nèi)存剖析 Memory profiler

    JProfiler 的內(nèi)存視圖部分可以提供動態(tài)的內(nèi)存使用狀況更新視圖和顯示關(guān)于內(nèi)存分配狀況信息的視圖。所有的視圖都有幾個聚集層并且能夠顯示現(xiàn)有存在的對象和作為垃圾回收的對象。

     

     

     

    • 所有對象
      顯示類或在狀況統(tǒng)計和尺碼信息堆上所有對象的包。你可以標(biāo)記當(dāng)前值并顯示差異值。

       

    • 記錄對象 Record objects
      顯示類或所有已記錄對象的包。你可以標(biāo)記出當(dāng)前值并且顯示差異值。

       

    • 分配訪問樹 Allocation call tree
      顯示一棵請求樹或者方法、類、包或?qū)σ堰x擇類有帶注釋的分配信息的J2EE組件。

       

    • 分配熱點 Allocation hot spots
      顯示一個列表,包括方法、類、包或分配已選類的J2EE組件。你可以標(biāo)注當(dāng)前值并且顯示差異值。對于每個熱點都可以顯示它的跟蹤記錄樹。

       

    5.2 堆遍歷 Heap walker

     

    JProfiler的堆遍歷器(Heap walker)中,你可以對堆的狀況進(jìn)行快照并且可以通過選擇步驟下尋找感興趣的對象。堆遍歷器有五個視圖:

     

     

     

    • Classes
      顯示所有類和它們的實例。

       

    • 分配 Allocations
      為所有記錄對象顯示分配樹和分配熱點。

       

    • 索引 References
      為單個對象和顯示到垃圾回收根目錄的路徑提供索引圖的顯示功能。還能提供合并輸入視圖和輸出視圖的功能。

       

    • 數(shù)據(jù) Data
      為單個對象顯示實例和類數(shù)據(jù)。

       

    • 時間 Time
      顯示一個對已記錄對象的解決時間的柱狀圖。

       

    5.3 CPU 剖析 CPU profiler

     

    JProfiler 提供不同的方法來記錄訪問樹以優(yōu)化性能和細(xì)節(jié)。線程或者線程組以及線程狀況可以被所有的視圖選擇。所有的視圖都可以聚集到方法、類、包或J2EE組件等不同層上。CPU視圖部分包括:

     

     

     

    • 訪問樹 Call tree
      顯示一個積累的自頂向下的樹,樹中包含所有在JVM中已記錄的訪問隊列。JDBC,JMSJNDI服務(wù)請求都被注釋在請求樹中。請求樹可以根據(jù)ServletJSPURL的不同需要進(jìn)行拆分。

       

    • 熱點 Hot spots
      顯示消耗時間最多的方法的列表。對每個熱點都能夠顯示回溯樹。該熱點可以按照方法請求,JDBC,JMSJNDI服務(wù)請求以及按照URL請求來進(jìn)行計算。

       

    • 訪問圖 Call graph
      顯示一個從已選方法、類、包或J2EE組件開始的訪問隊列的圖。

       

    5.4 線程剖析 Thread profiler

     

    對線程剖析,JProfiler提供以下視圖:

     

     

     

    • 線程歷史 Thread history
      顯示一個與線程活動和線程狀態(tài)在一起的活動時間表。

       

    • 線程監(jiān)控 Thread monitor
      顯示一個列表,包括所有的活動線程以及它們目前的活動狀況。

       

    • 死鎖探測圖表 Deadlock Detection
      顯示一個包含了所有在JVM里的死鎖圖表。

       

    • 目前使用的監(jiān)測器 Current monitor useage
      顯示目前使用的監(jiān)測器并且包括它們的關(guān)聯(lián)線程。

       

    • 歷史檢測記錄 History usage history
      顯示重大的等待事件和阻塞事件的歷史記錄。

       

    • 監(jiān)測使用狀態(tài) Monitor usage statistics
      顯示分組監(jiān)測,線程和監(jiān)測類的統(tǒng)計監(jiān)測數(shù)據(jù)。

       

    5.5 VM 遙感勘測技術(shù) VM telemetry

     

    觀察JVM的內(nèi)部狀態(tài),JProfiler提供了不同的遙感勘測視圖,如下所示:

     

     

     

    • Heap
      顯示一個堆的使用狀況和堆尺寸大小活動時間表。

       

    • 記錄的對象 Recorded objects
      顯示一張關(guān)于活動對象與數(shù)組的圖表的活動時間表。

       

    • 垃圾回收 Garbage collector
      顯示一張關(guān)于垃圾回收活動的活動時間表。

       

    • Classes
      顯示一個與已裝載類的圖表的活動時間表。

       

    • 線程 Threads
      顯示一個與動態(tài)線程圖表的活動時間表。

       

    6 、 本地監(jiān)控

    系統(tǒng)環(huán)境 Windows OS ;軟件 JBuilderX/2005 JProfiler 4.1.2

     

     

    1 、安裝 JBuilderX JProfiler 4.1.2

    2 、運行 JProfiler Session-> IDE integration tab, IDE 選擇Borland JBuilder7 to 2005,點擊Integrate按鈕,選擇JBuilder的安裝目錄,確認(rèn),會看到已經(jīng)將JProfilerOpenTool的形式,成功整合到JBuilder中,見下圖。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     


    3
    、運行 JBuilder ,打開 Run->Configurations ,選擇或新建一個 Runtime ,在 Optimize 選項中就可以看到 JProfiler ,可以選擇每次運行程序新建一個 JProfiler 窗口的提示設(shè)置。

    4 、點擊 Optimize Project 按鈕,運行程序。

     




    5
    、彈出如下的 JProfiler 窗口,確認(rèn)相關(guān)的信息即可。

     




    6
    、至此,就可以監(jiān)控本地服務(wù)器的各個方面的性能了。







     

     

     

     

    7 遠(yuǎn)程監(jiān)控

    服務(wù)器程序一般運行在遠(yuǎn)程的服務(wù)器設(shè)備上,有時候我們還需要遠(yuǎn)程監(jiān)控商用的服務(wù)器資源。

     

     

    服務(wù)器操作系統(tǒng) Linux OS ,安裝步驟如下:
    1、./jprofiler_linux_4_1_2.sh,出現(xiàn)如下提示:
    testing JVM in /usr/jdk1.4 ...
    Starting Installer ...
    注:對于沒有安裝X Server的機器,需要執(zhí)行./jprofiler_linux_4_1_2.sh -q,否則會提示,
    testing JVM in /usr/jdk1.4 ...
    Starting Installer ...
    This installer needs access to an X Server.
    If this is not possible, you can run the installer in unattended mode
    by passing the argument -q to the installer.
    2、安裝完畢后,會在/opt目錄下,找到j(luò)profiler的安裝目錄,/opt/jprofiler4。

    本地操作系統(tǒng)
    WindowXP ,相關(guān)的配置如下:

     

     

    1 、本地安裝 JProfiler , Linux 服務(wù)器上也安裝 JProfiler (只有本地 / 監(jiān)控者的需要輸入序列號)。

    2 、打開本地的 JProfiler session->Integration wizards-> New Remote integration

    3 、選擇 on a remote computer , platform 選擇 linux x86/AMD64 ,點擊 next

    4 、輸入遠(yuǎn)程 ip 地址,點擊 next

    5 、輸入遠(yuǎn)程 JProfiler 的安裝目錄,默認(rèn)都安裝在 /opt/jprofiler4 下,一路NEXT

    6 、出現(xiàn)下面提示框,按照要求配置下服務(wù)器的設(shè)置,界面如下:

     

     


    Java
    執(zhí)行語句中加入下列運行參數(shù)

     -Xint -Xrunjprofiler:port=8849 -Xbootclasspath/a:/opt/jprofiler4/bin/agent.jar

    /etc/profile 中加入 export LD_LIBRARY_PATH=/opt/jprofiler4/bin/linux-x86 ,退出、重新登陸。

     

     

     

    7 、好了,全部配置完畢,先運行遠(yuǎn)程服務(wù)器程序,再打開本地的 JProfiler 程序,握手成功后,遠(yuǎn)程程序正常運行了。

     

     

    服務(wù)器信息如下:

    [root@ns 55556]# tail -f nohup.out

    JProfiler> Protocol version 21

    JProfiler> Using JVMPI

    JProfiler> 32-bit library

    JProfiler> Listening on port: 8849.

    JProfiler> Native library initialized

    JProfiler> Waiting for a connection from the JProfiler GUI ...

    // 以上為本地 JProfiler 連上前的系統(tǒng)提示

    JProfiler> Using dynamic instrumentation

    JProfiler> Time measurement: elapsed time

    JProfiler> CPU profiling enabled

    JProfiler> Starting org/anymobile/server/cmwap/CmwapServer ...

     

     

    2005/12/15 17:05:46 [ INFO] - Starting Cmwap Stand Server ...
    2005/12/15 17:05:47 [ INFO] - HandleThread runing ......

     

     

     

    8 、補充說明及參考

    8.1 補充說明

     

     

    如果你希望動態(tài)保存當(dāng)前 Session 的運行數(shù)據(jù)的快照,點擊 JProfiler 的保存按鈕即可;

    可以通過 JProfiler Start Center Open snapshot tab 打開保存的 Session ;

    你也可以右鍵點擊某個視圖,靜態(tài)保存到 HTML 文件,文字描述加視圖圖片;

    有一些視圖的數(shù)據(jù)只會運行一次,不會動態(tài)的刷新,如內(nèi)存視圖中的分配訪問樹等視圖;

    WinXP JProfiler 似乎不支持中文, 2K 下支持的,上面有一些圖片是在 2K 系統(tǒng)上截取的;

    另外, JProfiler 還可以監(jiān)控某個 Application Server 、 Applet ,功能非常強大,可以參考軟件自帶的 Help






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