JProfiler是一個(gè)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(gè)強(qiáng)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(duì)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(duì)象, 稍微被引用的對(duì)象、或在終結(jié)（finalization）序列的對(duì)象都會(huì)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(jiǎn)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(gè)模擬環(huán)境、搜集數(shù)據(jù)并且分析結(jié)果可能是對(duì)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(jiǎn)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(jiǎn)單的處理了。這些問題需要一個(gè)獨(dú)立的測(cè)試環(huán)境、一個(gè)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 和 JBuilder ）和設(shè)備創(chuàng)建了一個(gè)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(gè)性能問題：內(nèi)存、垃圾回收和多線程運(yùn)行狀況，從而很好的監(jiān)視 JVM 運(yùn)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(huì)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(gè)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(cè)試的環(huán)境。
2、 可控的人造負(fù)載使得應(yīng)用滿負(fù)荷運(yùn)行。
3、 來自監(jiān)視器、應(yīng)用和負(fù)載測(cè)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(gè)需求（性能跟蹤）的重要性因?yàn)槿绻荒芨櫺阅苣憔筒荒軐?shí)際的管理項(xiàng)目。性能上 10-20% 的改善對(duì)單用戶環(huán)境來說并沒有什么不同，但對(duì)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(shí)為了使后續(xù)的測(cè)試更加精確而不得不拋棄先前的測(cè)試結(jié)果。在性能測(cè)試中，改善負(fù)載測(cè)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(cè)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(gè)起點(diǎn)和約束開始的： Java 虛擬機(jī)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 的 JVM 上，并且監(jiān)控運(yùn)作的方式以及 JVM 運(yùn)行任何 Java 程序時(shí)的關(guān)鍵事件 -- 從單獨(dú)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(dòng)一個(gè)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(dòng)，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。
是一個(gè)全功能的 Java 剖析工具（ profiler ），專用于分析 J2SE 和 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(gè)強(qiáng)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(duì) 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(duì)象、稍微被參照的對(duì)象、或在終結(jié)（ finalization ）隊(duì)列的對(duì)象 都會(huì)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 和 Application Server ，可以到其 EJ 官方網(wǎng)站 http://www.ej-technologies.com/ 下載，申請(qǐng)一個(gè)十天的試用注冊(cè)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(dòng)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(gè)聚集層并且能夠顯示現(xiàn)有存在的對(duì)象和作為垃圾回收的對(duì)象。
- 所有對(duì)象
顯示類或在狀況統(tǒng)計(jì)和尺碼信息堆上所有對(duì)象的包。你可以標(biāo)記當(dāng)前值并顯示差異值。
- 記錄對(duì)象 Record objects
顯示類或所有已記錄對(duì)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(qǐng)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(diǎn) Allocation hot spots
顯示一個(gè)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(duì)于每個(gè)熱點(diǎn)都可以顯示它的跟蹤記錄樹。
5.2 堆遍歷 Heap walker
在JProfiler的堆遍歷器(Heap walker)中，你可以對(duì)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(duì)象。堆遍歷器有五個(gè)視圖：
- 類 Classes
顯示所有類和它們的實(shí)例。
- 分配 Allocations
為所有記錄對(duì)象顯示分配樹和分配熱點(diǎn)。
- 索引 References
為單個(gè)對(duì)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(gè)對(duì)象顯示實(shí)例和類數(shù)據(jù)。
- 時(shí)間 Time
顯示一個(gè)對(duì)已記錄對(duì)象的解決時(shí)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(gè)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(duì)列。JDBC,JMS和JNDI服務(wù)請(qǐng)求都被注釋在請(qǐng)求樹中。請(qǐng)求樹可以根據(jù)Servlet和JSP對(duì)URL的不同需要進(jìn)行拆分。
- 熱點(diǎn) Hot spots
顯示消耗時(shí)間最多的方法的列表。對(duì)每個(gè)熱點(diǎn)都能夠顯示回溯樹。該熱點(diǎn)可以按照方法請(qǐng)求，JDBC，JMS和JNDI服務(wù)請(qǐng)求以及按照URL請(qǐng)求來進(jìn)行計(jì)算。
- 訪問圖 Call graph
顯示一個(gè)從已選方法、類、包或J2EE組件開始的訪問隊(duì)列的圖。
5.4 線程剖析 Thread profiler
對(duì)線程剖析，JProfiler提供以下視圖:
- 線程歷史 Thread history
顯示一個(gè)與線程活動(dòng)和線程狀態(tài)在一起的活動(dòng)時(shí)間表。
- 線程監(jiān)控 Thread monitor
顯示一個(gè)列表，包括所有的活動(dòng)線程以及它們目前的活動(dòng)狀況。
- 死鎖探測(cè)圖表 Deadlock Detection
顯示一個(gè)包含了所有在JVM里的死鎖圖表。
- 目前使用的監(jiān)測(cè)器 Current monitor useage
顯示目前使用的監(jiān)測(cè)器并且包括它們的關(guān)聯(lián)線程。
- 歷史檢測(cè)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(cè)使用狀態(tài) Monitor usage statistics
顯示分組監(jiān)測(cè)，線程和監(jiān)測(cè)類的統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
5.5 VM 遙感勘測(cè)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(cè)視圖，如下所示:
- 堆 Heap
顯示一個(gè)堆的使用狀況和堆尺寸大小活動(dòng)時(shí)間表。
- 記錄的對(duì)象 Recorded objects
顯示一張關(guān)于活動(dòng)對(duì)象與數(shù)組的圖表的活動(dòng)時(shí)間表。
- 垃圾回收 Garbage collector
顯示一張關(guān)于垃圾回收活動(dòng)的活動(dòng)時(shí)間表。
- 類 Classes
顯示一個(gè)與已裝載類的圖表的活動(dòng)時(shí)間表。
- 線程 Threads
顯示一個(gè)與動(dòng)態(tài)線程圖表的活動(dòng)時(shí)間表。
6 、 本地監(jiān)控
系統(tǒng)環(huán)境 Windows OS ；軟件 JBuilderX/2005 和 JProfiler 4.1.2
1 、安裝 JBuilderX 和 JProfiler 4.1.2
2 、運(yùn)行 JProfiler ， Session-> IDE integration tab, IDE 選擇Borland JBuilder7 to 2005，點(diǎn)擊Integrate按鈕，選擇JBuilder的安裝目錄，確認(rèn)，會(huì)看到已經(jīng)將JProfiler以OpenTool的形式，成功整合到JBuilder中，見下圖。
3 、運(yùn)行 JBuilder ，打開 Run->Configurations ，選擇或新建一個(gè) Runtime ，在 Optimize 選項(xiàng)中就可以看到 JProfiler ，可以選擇每次運(yùn)行程序新建一個(gè) JProfiler 窗口的提示設(shè)置。
4 、點(diǎn)擊 Optimize Project 按鈕，運(yùn)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(gè)方面的性能了。
7 、 遠(yuǎn)程監(jiān)控
服務(wù)器程序一般運(yùn)行在遠(yuǎn)程的服務(wù)器設(shè)備上，有時(shí)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(duì)于沒有安裝X Server的機(jī)器，需要執(zhí)行./jprofiler_linux_4_1_2.sh -q，否則會(huì)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(huì)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(hào)）。
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(diǎn)擊 next
4 、輸入遠(yuǎn)程 ip 地址，點(diǎn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(bǔ)充說明及參考
8.1 補(bǔ)充說明
如果你希望動(dòng)態(tài)保存當(dāng)前 Session 的運(yùn)行數(shù)據(jù)的快照，點(diǎn)擊 JProfiler 的保存按鈕即可；
可以通過 JProfiler Start Center 的 Open snapshot tab 打開保存的 Session ；
你也可以右鍵點(diǎn)擊某個(gè)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(huì)運(yùn)行一次，不會(huì)動(dòng)態(tài)的刷新，如內(nèi)存視圖中的分配訪問樹等視圖；
WinXP 下 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(gè) Application Server 、 Applet ，功能非常強(qiáng)大，可以參考軟件自帶的 Help 。