JVM监控与调优：利用JMC进行性能分析

作者: jeffrey_hjf | 来源:发表于2019-07-30 10:39 被阅读0次

一、Java Mission Control简介

1、前言

官方文档：https://docs.oracle.com/javacomponents/jmc-5-5/jmc-user-guide/intro.htm#JMCCI109

Java Mission Control使您能够监视和管理Java应用程序，而不会引入通常与这些类型的工具相关联的性能开销。它使用为Java虚拟机（JVM）的常规自适应动态优化收集的数据。除了最小化性能开销之外，这种方法还消除了观察器效应的问题，当监视工具改变系统的执行特性时会发生这种问题。

Java Mission Control由客户端应用程序（JMC客户端）和在其上运行的许多插件组成：

JVM Browser显示正在运行的Java应用程序及其JVM。每个JVM实例都称为JVM连接。

JMX Console连接到正在运行的JVM，实时收集和显示其特征，并允许您通过Managed Beans（MBean）更改某些运行时属性。您还可以创建触发某些事件的规则（例如，如果应用程序的CPU使用率达到90％，则发送电子邮件）。

Java Flight Recorder（JFR）收集并保存详细的性能特征，以进行历史分析和分析。它可以用作独立的性能监视和分析工具，但是当用作JMC客户端的插件时，它会在逻辑分组的表，图表和拨号中显示诊断信息。它使您可以选择专注于问题所需的时间范围和详细程度。

Java Mission Control插件使用Java Management Extensions（JMX）代理连接到JVM。

2、启动介绍

JMC客户端可执行文件位于binJava SE Development Kit（JDK）安装路径（JAVA_HOME）的目录中。如果JAVA_HOME/bin目录位于PATH环境变量中，则可以通过jmc在命令行提示符（shell）中输入来启动JMC客户端。否则，您必须指定JMC可执行文件的完整路径：
JAVA_HOME\bin\jmc.exe
JAVA_HOME/bin/jmc （Linux，OS X）

注意：
1、在Windows上，JMC客户端可执行文件的快捷方式将添加到“ 开始”菜单中“ 所有程序”下的“ Java Development Kit”文件夹中。
2、在OS X上，如果在Spotlight中找不到JMC可执行文件或找到JMC，则可以使用/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk<版本从命令行启动JMC >.jdk/Contents/Home/bin/jmc。或者，使用Finder浏览到/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk<版本，>.jdk/Contents/Home/lib/missioncontrol然后双击Java Mission Control应用程序。
3、在OS X上，当您启动JMC可执行文件时，将打开“终端”窗口。当您关闭JMC客户端时，终端会留下文本[Process completed]。要避免这种情况，请打开“终端首选项”，然后打开“ 设置”选项卡，选择您使用的方案，然后选择“ Shell”选项卡，如果shell干净地退出，则将“shell退出时”选项更改为“ 关闭”。

3、将JVM选项传递给JMC Launcher

JMC是一个Java应用程序，JMC客户端可执行文件是此应用程序的启动程序。JMC启动由jmc.ini文件中指定的选项控制，该选项位于JAVA_HOME/bin目录中。参数给-vmargs的选项中的jmc.ini文件是传递到运行JMC应用JVM选项。您可以指定这些选项来控制此JVM的运行方式。如果您不想修改该jmc.ini文件，可以在命令行上指定JVM选项作为-vmargs该jmc命令选项的参数。

注意：
如果为该jmc命令指定了其他选项，则-vmargs必须最后指定该选项。
要使用您自己的一组JVM选项启动JMC客户端（覆盖jmc.ini文件中指定的那些选项），请运行以下命令（使用空格分隔多个参数）：

jmc -vmarg 参数

要使用其他JVM选项启动JMC客户端（将它们附加到jmc.ini文件中指定的选项），请运行以下命令（使用空格分隔多个参数）：

jmc --launcher.appendVmargs -vmarg 参数

使用工作区目录

如果要将JMC客户端的设置复制到另一台计算机或其他用户，或者为不同的应用程序使用不同的预定义设置，请在启动JMC客户端时添加-data命令行选项并定义工作空间目录：
jmc -data workspace-directory

二、使用案例

1、启动JMC应用

打开cmd窗口，输入jmc命令，会打开jmc应用

image.png

2、进入JMC控制台

可以看到jmc默认展示本地的jvm应用，也可以连接远程jvm应用。但是我们的应用一般跑在服务器，需要使用远程连接到jvm应用上。
远程连接应用
例如，远程启动一个spring boot web服务，修改start.sh启动脚本文件，添加对应配置：

 -Dcom.sun.management.jmxremote.port=7001
 -Dcom.sun.management.jmxremote 
 -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false 
 -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Djava.rmi.server.hostname=your ip

并且可以加以下参数，开启JFR调试，UnlockCommercialFeatures 代表启用商用特性，官方文档中说，生产环境使用需要授权，可忽略提示使用。

-XX:+UnlockCommercialFeatures -XX:+FlightRecorder

如何不加参数或者java版本过低，点击启动JFR，则会出现以下错误

image.png

添加对应的启动配置后，启动应用。
例如下图所示：

image.png

启动应用后，检查应用是否正常启动，并且检查对应tcp端口是否正常：

image.png
然后，通过点击JMC控制台的菜单打开并创建远程连接。操作如下：
1、文件
2、连接

3、创建新连接
4、配置远程ip和port
5、测试连接
6、完成，进入控制台页面

image.png

3、JMX应用使用

右键对应jvm应用，可以看到以下选项

启动JMX控制台
启动飞行记录（JFR-java flight record)
远程控制JMX代理
属性

3.1、使用应用- 属性

image.png
如上图所示：可查看jvm应用的启动main类、进程pid、连接名称。
3.2、使用应用- JMX控制台
打开jmx控制台后，应用右边默认进入概况视图。接下来介绍JMX控制的使用。

概况

image.png

通过概况可以查看以下信息：
处理器

信息	说明
JVM CPU Usage	jvm cpu使用率
Machine CPU Usage	系统cpu使用率

内存

信息	说明
Committed Java Head	提交java堆大小
Maxinum Java Heap	最大的java 堆大小
Total Physical Memory	服务器物理内存总和
Used Java Heap Memory	java堆内存使用大小
Used Physical Memory	服务器物理内存使用大小

同时还可以定制自己关注视图，在概况的右边有+号添加对应视图。创建自己视图后，可以通过该视图菜单栏的+按钮添加对应Mbean信息。

Mbean浏览器

image.png

Mbean是jvm可提供给JMC控制台的系统信息，这些Bean的状态有可能会跟随系统的运行而变化的。可根据自己需要关注的Mbean信息，添加到自己创建视图。
触发器

image.png

通过触发器方便对系统一个状态阈值进行监控提醒。
系统

image.png

通过系统视图，可以查看jvm应用的配置信息，可以通过名称过滤查看java的的属性，例如：java.class. 可以查看java 应用配置类路径。
内存

image.png

通过内存视图查看堆直方图（不懂什么意思），
gc表的信息，比较重要。
线程

image.png

可以通过线程筛选进行cpu使用率分析、栈使用率分析
选中线程的堆栈跟踪，可以清楚看到执行过程
诊断

image.png