性能监控与调优

前言

这里学完整章后选择一到两个工具使用熟练，个人推荐Visual VM和Arthas搭配熟练使用

一、概述

1.性能评价/测试指标

1.1 停顿时间（响应时间）

提交请求和返回该请求的响应之间使用的时间，一般比较关注平均响应时间常用操作的响应时间列表：

在垃圾回收环节中，暂停时间：执行垃圾收集时，程序的工作线程被暂停的时间。

1.2 吞吐量

对单位时间内完成的工作量（请求）的量度
在GC中:运行用户代码的时间占总运行时间的比例（总运行时间:程序的运行时间+内存回收的时间)吞吐量为1-1/(1+n)。

-XX:GCTimeRatio=n

1.3 并发数

同—时刻，对服务器有实际交互的请求数

1.4 内存占用

Java堆区所占的内存大小

1.5 相互间的关系

这里主要讨论停顿时间、吞吐量、并发数之间的关系，当吞吐量越高，并发数也就也高，而停顿时间就越短

二、JVM监控及诊断工具-命令行

1.概述

使用数据说明问题，使用知识分析问题，使用工具处理问题。无监控、不调优!

2.jps：查看正在运行的Java进程

说明

Java process status，显示指定系统内所有的HotSpot虚拟机进程(查看虚拟机进程信息)，可用于查询正在运行的虚拟机进程。
说明:对于本地虚拟机进程来说，进程的本地虚拟机ID与操作系统的进程ID是一致的，是唯一的。

options参数：

参数说明：

-q：仅仅显示LVMID (local virtual machine id)，即本地虚拟机唯一id。不显示主类的名称等
-l：输出应用程序主类的全类名或如果进程执行的是jar包，则输出jar完整路径
-m：输出虚拟机进程启动时传递给主类main()的参数
-v：列出虚拟机进程启动时的JVM参数。比如:-Xms20m -Xmx50m是启动程序指定的jvm参数。

注意：

如果某Java进程关闭了默认开启的UsePerfData参数（即使用参数-XX:-UsePerfData），那么jps命令（以及下面介绍的jstat）将无法探知该Java进程。

3.jstat：查看JVM的统计信息

说明

JVM Statistics Monitoring Tool：用于监视虚拟机各种运行状态信息的命令行工具。它可以显示本地或者远程虚拟机进程中的类装载、内存、垃圾收集、IT编译等运行数据。

在没有GUI图形界面，只提供了纯文本控制台环境的服务器上，它将是运行期定位虚拟机性能问题的首选工具。常用于检测垃圾回收问题以及内存泄漏问题。

3.1 option参数

类装载相关的

-class：显示ClassLoader的相关信息:类的装载、卸载数量、总空间、类装载所消耗的时间等

垃圾相关的

-gc：显示与GC相关的堆信息。包括Eden区、两个Survivor区、老年代、永久代等的容量、己用空间、GC时间合计等信息。

-gccapacity：显示内容与-gc基本相同，但输出主要关注Java堆各个区域使用到的最大、最小空间。

-gcutil：显示内容与-gc基本相同，但输出主要关注已使用空间占总空间的百分比。

-gccause：与-gcutil功能一样，但是会额外输出导致最后一次或当前正在发生的GC产生的原因。

-gcnew：显示新生代GC状况

-gcnewcapacity：显示内容与-gcnew基本相同，输出主要关注使用到的最大、最小空间

-geold：显示老年代GC状况

-gcoldcapacity：显示内容与-gcold基本相同，输出主要关注使用到的最大、最小空间

-gcpermcapacity：显示永久代使用到的最大、最小空间。

JIT相关的

-compiler：显示JIT编译器编译过的方法、耗时等信息-

printcompilation：输出已经被JIT编译的方法

3.2 其他参数

interval参数

用于指定输出统计数据的周期，单位为毫秒。即：查询间隔

count参数

用于指定查询的总次数，跟在interval参数后面配合使用
-t参数

可以在输出信息加上一个TimeStamp列，来显示程序自打开运行的时间，单位：秒

可以根据-t参数来判断是否要出现OOM：比较Java进程的启动时间以及总GC时间（GCT列），或者两次测量的间隔时间以及总GC时间的增量,来得出 GC时间占运行时间的比例。如果该比例超过20%，则说明目前堆的压力较大;如果该比例超过90%，则悦明堆里几乎没有可用空间，随时都可能抛出 OOM异常。

-h参数

可以在周期性数据输出时，输出多少行数据后输出一个表头信息

3.3 如何通过jstat判断内存泄露

分别为两步：

在长时间运行的 Java程序中，我们可以运行jstat命令连续获取多行性能数据，并取这几行数据中OU列（即已占用的老年代内存）的最小值。
每隔一段较长的时间重复一次上述操作，来获得多组OU最小值。如果这些值呈上涨趋势，则说明该Java程序的老年代内存己使用量在不断上涨，这意味着无法回收的对象在不断增加，因此很有可能存在内存泄漏。

4.jinfo：实时查看和修改JVM配置参数

说明

Configuration Info for Java，在很多情况下，Java应用程序不会指定所有的Java虚拟机参数。而此时，开发人员可能不知道某一个具体的Java虚拟机参数的默认值。在这种情况下，可能需要通过查找文档获取某个参数的默认值。这个查找过程可能是非常艰难的。但有了jinfo工具，开发人员可以很方便地找到Java虚拟机参数的当前值。

4.1 option参数

基本使用语法：jinfo [ options ] pid

注意：标记为manageable的参数非常有限

4.2 拓展参数

java -XX:+PrintFlagsInitial

查看所有JVM参数启动的初始值
java -xx:+PrintFlagsFinal

查看所有JVM参数的最终值
java -XX:+ PrintCommandLineFlags

查看那些已经被用户或者JVM设置过的详细的XX参数的名称和值

5.jmap：导出内存映像文件&内存使用情况

说明：

JVM Memory Map：作用一方面是获取dump文件（堆转储快照文件，二进制文件），它还可以获取目标Java进程的内存相关信息，包括Java堆各区域的使用情况、堆中对象的统计信息、类加载信息等。

5.1 option参数

基本语法：

jmap [option] <pid>
jmap [option] <executable> <core>
jmap [option] [server_id@] <remote server IP or hostname>

5.2 两种用法详解

导出内存映像文件（dump）

手动方式：

jmap -dump:live, format=b,file=d:\4.hprof pid

说明：live参数表示只打印内存的存活对象（往往出现OOM的时候就是太多存货对象回收不了导致的，没有该参数就表示打印全部对象），format参数标识打印的文件格式可以被监控工具识别，file就是指定文件生成位置，文件名后缀为 .hprof ，pid为进程号

自动方式：

-XX:+HeapDumpOnoutOfMemoryError：在程序发生OOM时，导出应用程序的当前堆快照。

-XX:HeapDumpPath：可以指定堆快照的保存位置。

说明：当程序发生OOM退出系统时，一些瞬时信息都随着程序的终止而消失，而重现OOM问题往往比较困难或者耗时。此时若能在OOM时，自动导出dump文件就显得非常迫切。

显示内存使用情况

说明：这两个参数都是对于内存某一个时刻进行的时间点信息，无法做到持续监控

-jmap -heap pid

-jmap -histo pid

5.3 小结

由于jmap将访问堆中的所有对象，为了保证在此过程中不被应用线程干扰，jmap需要借助安全点机制，让所有线程停留在不改变堆中数据的状态。与前面讲的jstat则不同，垃圾回收器会主动将jstat所需要的摘要数据保存至固定位置之中，而jstat只需直接读取即可。

缺点：

由jmap导出的堆快照必定是安全点位置的。这可能导致基于该堆快照的分析结果存在偏差。

加入生命周期只在两个安全点之间有效，jmap记录的时候是检测不到的

如果某个线程长时间无法跑到安全点，jmap将一直等下去。

6.jhat：JDK自带堆分析工具

概述

JVM Heap Analysis Tool，jhat内置了一个微型的HTTP/HTML服务器，生成dump文件的分析结果后，用户可以在浏览器中查看分析结果(分析虚拟机转储快照信息)。使用了jhat命令，就启动了一个http服务，端口是7000，即http://localhost:7000/，就可以在浏览器里分析。

注意

jhat命令在JDK9、JDK10中已经被删除，官方建议用VisualVM代替。所以这里就不做过多介绍

7.jstack：打印JVM中的线程快照

概述

JVM Stack Trance打印当前进程的所有线程

作用

生成线程快照的作用：可用于定位线程出现长时间停顿的原因，如线程间死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间等待等问题。这些都是导致线程长时间停顿的常见原因。当线程出现停顿时，就可以用jstack显示各个线程调用的堆栈情况。

快照中需要注意的地方

死锁，Deadlock（重点关注）

等待资源，waiting on condition（重点关注)

等待获取监视器，waiting on monitor entry（重点关注)阻塞，Blocked（重点关注)

执行中，Runnable

暂停，Suspended

7.1 option参数

-F：当正常输出的请求不被响应时，强制输出线程堆栈
-l：除堆栈外，显示关于锁的附加信息
-m：如果调用到本地方法的话，可以显示C/C++的堆栈
-h：帮助操作

8.jcmd：多功能命令行

概述

它是一个多功能的工具，可以用来实现前面除了jstat之外所有命令的功能。比如:用它来导出堆、内存使用、查看Java进程、导出线程信息、执行GC、JVM运行时间等。官方推荐使用jcmd代替jmap

8.1 基本语法

jcmd -l：列出所有的JVM进程
jcmd pid help：针对指定的进程，列出支持的所有命令
jcmd pid具体命令团：显示指定进程的指令命令的数据

三、JVM监控及诊断工具-GUI

1.工具概述

使用命令行工具的弊端

无法获取方法级别的分析数据，如方法间的调用关系、各方法的调用次数和调用时间等（这对定位应用性能瓶颈至关重要）。

要求用户登录到目标Java应用所在的宿主机上，使用起来不是很方便。

分析数据通过终端输出，结果展示不够直观。

工具分类

JDK自带的工具：jConsole、Visual VM、JMC（Java mission control）

第三方工具：MAT（Eclipse）、JProfiler、Arthas、Btrace

2.jConsole

2.1 概述

从JDK5开始，在JDK中自带的java监控和管理控制台。

用于对VM中内存、线程和类等的监控，是一个基于JMX(java management extensions)的GUI性能监控工具

位置：

在JDK目录下的bin目录可找到

3.Visual VM

3.1 概述

Visual VM是一个功能强大的多合一故障诊断和性能监控的可视化工具。

它集成了多个JDK命令行工具，使用Visual M可用于显示虚拟机进程及进程的配置和环境信息(jps,jinfo)，监视应用程序的CPU、GC、堆、方法区及线程的信息(jstat、jstack)等，代替JConsole。

在JDK 6 Update 7以后，Visual VM便作为DK的一部分发布(VisualVM在JDK/bin目录下)，是完全免费的

Visual VM也可以作为独立的软件安装

安装方式

在JDK的bin目录下，如果没有则自行下载

可在idea中下载启动Visual 的插件，记得要配置.exe文件和JDK的home目录

插件安装可在官网或客户端中下载（强烈推荐Visual GC这个插件）

3.2 主要功能

生成/读取堆内存快照
查看JVM参数和系统属性
查看运行中的虚拟机进程
生成/读取线程快照
程序资源的实时监控
其他功能

JMX代理连接、远程环境监控、CPU分析和内存分析

4.MAT

4.1 概述

MAT(Memory Analyzer Tool)工具是一款功能强大的Java堆内存分析器。**主要用于dump文件的分析可以用于查找内存泄漏以及查看内存消耗情况。**MAT是基于Eclipse开发的，不仅可以单独使用，还可以作为插件的形式嵌入在Eclipse中使用。是免费软件

4.2 dump文件信息

内容

MAT可以分析heap dump文件。在进行内存分析时，只要获得了反映当前设备内存映像的hprof文件，通过MAT打开就可以直观地看到当前的内存信息。一般说来，这些内存信息包含：

所有的对象信息，包括对象实例、成员变量、存储于栈中的基本类型值和存储于堆中的其他对象的
引用值。

所有的类信息，包括classloader、类名称、父类、静态变量等. GCRoot到所有的这些对象的引用路径

线程信息，包括线程的调用栈及此线程的线程局部变量（TLS)

优点

能够快速为开发人员生成内存泄漏报表，方便定位问题和分析问题

导出dump文件方式

可以在visual vm里面生成

在第5节imap参数中，直接用imap参数导出

有两个参数可以导出dump文件-XX:+HeapDumpOnoutOfMemoryError：在程序发生OOM时，导出应用程序的当前堆快照。-XX:HeapDumpPath：可以指定堆快照的保存位置。

当然也可以直接用MAT生成dump文件，前提要知道进程号

4.3 分析MAT中的dump文件过程

histogram

展示了各个类的实例数目以及这些实例的Shallowheap 或Retainedheap的总和

thread overview

查看系统中的Java线程、查看局部变量的信息

获得对象相互引用的关系

with outgoing references：查看这个对象引用了谁

with incoming references：查看谁引用了这个对象

4.4 深堆和浅堆

浅堆（Shallow Heap）

浅堆是指一个对象所消耗的内存。在32位系统中，一个对象引用会占据4个字节，一个int类型会占据4个字节，long型变量会占据8个字节，每个对象头需要占用8个字节。根据堆快照格式不同，对象的大小可能会向8字节进行对齐。以String为例: 2个int值共占8字节，对象引用占用4字节，对象头8字节，合计20字节，向8字节对齐，故占24字节。（jdk7中)。

注意：与value值的多少是无关的

保留集（Retained Set）

对象A的保留集指当对象A被垃圾回收后，可以被释放的所有的对象集合(包括对象A本身)，即对象A的保留集可以被认为是只能通过对象A被直接或间接访问到的所有对象的集合。通俗地说，就是指仅被对象A所持有的对象的集合。

深堆（Retained Heap）

就是自己的浅堆大小加上保留集的大小就是深堆的大小

对象实际大小

对象的实际大小就是指：浅堆大小+自己能够引用的全部对象大小

案例分析

代码：

public class StudentTrace {static List<WebPage> webpages = new ArrayList<>();public static void createWebPages() {for (int i = 0; i < 100; i++) {WebPage wp = new WebPage();wp.setUrl( "http://www." + Integer.toString(i) + ".com" );wp.setContent( Integer.toString(i));webpages.add(wp);}}public static void main(String[] args) {createWebPages();Student s3 = new Student(3,"LLL");Student s5 = new Student(5,"HHH");Student s7 = new Student(7,"JJJ");for (int i = 0; i < webpages.size(); i++) {if (i % s3.getId() == 0)s3.visit(webpages.get(i));if (i %s5.getId( ) == 0)s5.visit(webpages.get(i));if (i %s7.getId( ) == 0)s7.visit(webpages.get(i));}webpages.clear();System.gc();}
}class Student{private int id;private String name;private List<WebPage> history = new ArrayList<>();public Student(int id, String name) {this.id = id;this.name = name;}public int getId() {return id;}public void setId(int id) {this.id = id;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public List<WebPage> getHistory() {return history;}public void setHistory(List<WebPage> history) {this.history = history;}public void visit(WebPage wp){if(wp != null){history.add(wp);}}
}class WebPage{private String url;private String content;public String getUrl() {return url;}public void setUrl(String url) {this.url = url;}public String getContent() {return content;}public void setContent(String content) {this.content = content;}
}

分析7号JJJ对象的内存占用

考虑JJJ同学：15个 webpage，每个对应152个字节 15* 152= 2280字节，即为elementData的实际大小

能被7整除，且能被3整除，以及能被7整除，且能被5整除的数值有:0，21,42,63,84,35,70 共7个数。7*152 = 1064字节，2280 -1064 +72 = 1288字节

72个字节组成为：15个elementData的元素*4字节 =60字节，60＋8个对象头的字节数＋4字节=72字节

4.5 支配树

概述

MAT提供了一个称为支配树（Dominator Tree）的对象图。支配树体现了对象实例间的支配关系。**在对象引用图中，所有指向对象B的路径都经过对象A，则认为对象A支配对象B。如果对象A是离对象B最近的一个支配对象，则认为对象A为对象B的直接支配者。**支配树是基于社象间的引用图所建立的，它有以下基本性质：

对象A的子树（所有被对象A支配的对象集合）表示对象A的保留集（retained set），即深堆。

如果对象A支配对象B，那么对象A的直接支配者也支配对象B。

支配树的边与对象引用图的边不直接对应。

图示

四、再谈内存泄露

1.内存泄露的理解与分类

概述

可达性分析算法来判断对象是否是不再使用的对象，本质都是判断一个对象是否还被引用。那么对于这种情况下，由于代码的实现不同就会出现很多种内存泄漏问题（让JVM误以为此对象还在引用中，无法回收，造成内存泄漏）。

1.1 内存泄漏与内存溢出的关系

内存泄漏（Memory Leak）：
申请了内存用完了不释放，比如一共有1024M 的内存，分配了512M的内存一直不回收，那么可以用的内存只有521M 了，仿佛泄露掉了一部分。

内存溢出（Out Of Memory）：

申请内存时,没有足够的内存可以使用。

可见，内存泄漏和内存溢出的关系:内存泄漏的增多，最终会导致内存溢出。

1.2 内存泄漏的分类

经常发生：发生内存泄露的代码会被多次执行，每次执行，泄露一块内存;
偶然发生：在某些特定情况下才会发生;
一次性：发生内存泄露的方法只会执行一次;
隐式泄漏：一直占着内存不释放，直到执行结束;严格的说这个不算内存泄漏，因为最终释放掉了,但是如果执行时间特别长，也可能会导致内存耗尽。

2.Java中内存泄漏的8种情况

2.1 静态集合类

静态集合类，如HashMap、LinkedList等等。如果这些容器为静态的，那么它们的生命周期与JVM程序一致，则容器中的对象在程序结束之前将不能被释放，从而造成内存泄漏。简单而言，长生命周期的对象持有短生命周期对象的引用，尽管短生命周期的对象不再使用，但是因为长生命周期对象持有它的引用而导致不能被回收。
public class test01(){static List list = new ArrayList();public void oomTest(){Object o = new Object();//局部变量list.add(o);}
}

2.2 单例模式

单例模式，和静态集合导致内存泄露的原因类似，因为单例的静态特性，它的生命周期和JVM 的生命周期一样长，所以如果单例对象如果持有外部对象的引用，那么这个外部对象也不会被回收，那么就会造成内存泄漏。

2.3 内部类持有外部类

内部类持有外部类，如果一个外部类的实例对象的方法返回了一个内部类的实例对象。
这个内部类对象被长期引用了，即使那个外部类实例对象不再被使用，但由于内部类持有外部类的实例对象，这个外部类对象将不会被垃圾回收，这也会造成内存泄漏。

2.4 各种连接，数据库连接、网络连接和IO连接等

在对数据库进行操作的过程中，首先需要建立与数据库的连接，当不再使用时，需要调用close方法来释放与数据库的连接。只有连接被关闭后，垃圾回收器才会回收对应的对象。
否则，如果在访问数据库的过程中，对Connection、Statement或ResultSet不显性地关闭，将会造成大量的对象无法被回收，从而引起内存泄漏。
public static void main( String[] args) {try {Connection conn = null;Class.forName( "com.mysql.jdbc.Driver" );conn = DriverManager.getConnection( "ur1", "","");Statement stmt = conn.createStatement();Resultset rs = stmt.executeQuery("....");}catch (Exception e) {//异常日志}finally {//1.关闭结果集Statement//2.关闭声明的对象ResultSet//3.关闭连接Connection
}
}

2.5 变量不合理作用域

变量不合理的作用域。一般而言，一个变量的定义的作用范围大于其使用范围，很有可能会造成内存泄漏。另一方面，如果没有及时地把对象设置为null，很有可能导致内存泄漏的发生。

public class UsingRandom {private String msg;public void receiveMsg(){readFromNet();//从网络中接受数据保存到msg中saveDB();//把msg保存到数据库中}
}
//如上面这个伪代码，通过readFromNet方法把接受的消息保存在变量
//msg中，然后调用saveDB方法把msg的内容保存到数据库中，
//此时msg已经就没用了，由于msg的生命周期与对象的生命周期相同，
//此时msg还不能回收，因此造成了内存泄漏。
//实际上这个msg变量可以放在receiveMsg方法内部，当方法使用完，
//那么msg的生命周期也就结束，此时就可以回收了。还有一种方法，
//在使用完msg后，把msg设置为null，
//这样垃圾回收器也会回收msg的内存空间。

2.6 改变哈希值

改变哈希值，当一个对象被存储进HashSet集合中以后，就不能修改这个对象中的那些参与计算哈希值的字段了。
否则，对象修改后的哈希值与最初存储进HashSet集合中时的哈希值就不同了，在这种情况下，即使在contains方法使用该对象的当前引用作为的参数去HashSet集合中检索对象，也将返回找不到对象的结果，这也会导致无法从HashSet集合中单独删除当前对象，造成内存泄漏。
这也是String为什么被设置成了不可变类型，我们可以放心地把String存入 HashSet，或者把String 当做HashMap的key 值;
public class test02 {public static void main(String[ ] args) {HashSet set = new HashSet( );Person p1 = new Person( id: 1001，name: "AA" );Person p2 = new Person( id: 1002,name: "BB");set.add(p1);set.add(p2);p1.name = "CC";//此操作就是导致对象删除不掉的原因set.remove(p1);System.out.println(set);set.add(new Person(1001,"CC" ));System.out.println(set);//输出三个对象set.add(new Person(1001,"AA"));System.out.printLn(set);//输出四个对象，解析如下图}
}class Person{private int id;private String name;public Person(int id, String name) {this.id = id;this.name = name;}@Overridepublic boolean equals(Object o) {if (this == o) return true;if (!(o instanceof Person)) return false;Person person = (Person) o;return getId() == person.getId() && Objects.equals(getName(), person.getName());}@Overridepublic int hashCode() {return Objects.hash(id, name);}@Overridepublic String toString() {return "Person{" +"id=" + id +", name='" + name + '\'' +'}';}public int getId() {return id;}public void setId(int id) {this.id = id;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}
}

2.7 缓存泄漏

内存泄漏的另一个常见来源是缓存，一旦你把对象引用放入到缓存中，他就很容易遗忘。比如:之前项目在一次上线的时候，应用启动奇慢直到夯死，就是因为代码中会加载一个表中的数据到缓存（内存)中，测试环境只有几百条数据，但是生产环境有几百万的数据。
对于这个问题，可以使用WeakHashMap（软引用）代表缓存，此种Map的特点是，当除了自身有对key的引用外，此key没有其他引用那么此map会自动丢弃此值。
public class MapTest {static Map wMap = new WeakHashMap();static Map map = new HashMap();public static void main(String[] args) {init();testweakHashMap( );testHashMap();}public static void init() {String s1 = new String( original: "obejct1");String s2 = new String( original: "obejct2");String s3 = new String( original: "obejct3");String s4 = new strEing( original: "obejct4");wMap.put(s1, "cacheObject1");wMap.put(s2,"cacheObject2");map.put(ref3，"cacheObject3" );map.put(ref4,"cacheObject4" );System.out.println("string引用s1,s2,s3,s4消失");}public static void testweakHashMap() {System.out.print1n( "weakHashMap GC之前");for (Object o : wMap.entrySet()){System.out.println(o);} try {System.gc();TimeUnit.SECONDS.sleep( timeout: 5);}catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println( "weakHashMap GC之后");for (object o : wMap. entrySet()) {System.out.println(o);}}public static void testHashMap() {System.out.print1n( "HashMap GC之前");for (Object o : Map.entrySet()){System.out.println(o);} try {System.gc();TimeUnit.SECONDS.sleep( timeout: 5);}catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println( "HashMap GC之后");for (object o : Map. entrySet()) {System.out.println(o);}}
}

2.8 监听器和回调

内存泄漏另一个常见来源是监听器和其他回调，如果客户端在你实现的API中注册回调，却没有显示的取消,那么就会积聚。
需要确保回调立即被当作垃圾回收的最佳方法是只保存它的弱引用，例如将他们保存成为weakHashMap中的键。

3.内存泄漏案例分析

3.1 案例一

public class MyStack {private Object[] elements;private int size = 0;private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;public MyStack() {elements = new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];}//压栈操作public void push(Object e) {ensureCapacity();elements[size++] = e;}//这个出栈操作是错误的，我们只是把想要删除的指针引用向下面移了，被删除的对象还占着空间/*public Object pop(){if (size == 0)throw new EmptyStackException();return elements[ --size];}*///这样就可以了，让被删除的对象的值置为nullpublic Object pop(){if(size == 0){throw new EmptyStackException();}Object o = elements[--size];elements[size] = null;  //size已经减过了return o;}private void ensureCapacity() {if (elements.length == size)elements = Arrays.copyOf(elements,2 * size + 1);}}

3.2 案例二

public class TestActivity extends Activity{private static final Object key = new Object();@Overrideprotected void onCreate( Bundle savedInstanceState) {super.onCreate( savedInstanceState) ;setContentview(R.layout.activity_main);new Thread(){//匿名线程public void run() {synchronized (key) {try {key.wait();}catch (InterruptedException e) {e. printstackTrace();}}}}.start();}
}

出现的问题

匿名线程始终不能被GC

解决办法

使用线程时，一定要确保线程在周期性对象（如Activity)销毁时能正常结束，如能正常结束，但是Activity销毁后还需执行一段时间，也可能造成泄露，此时可采用weakReference方法来解决，另外在使用Handler的时候，如存在Delay操作，也可以采用weakReference;

使用Handler + HandlerThread时，记住在周期性对象销毁时调用looper.quit()方法;

五、OQL语言查询对象信息

概述

MAT支持一种类似于SQL的查询语言OQL (Object Query Language）。OQL使用类SQL语法，可以在堆中进行对象的查找和筛选。

1.SELECT子句

在MAT中，Select子句的格式与SQL基本一致，用于指定要显示的列。Select子句中可以使用“*”，查看结果对象的引用实例（相当于outgoing references）。

使用“OB3ECTS”关键字，可以将返回结果集中的项以对象的形式显示。

SELECT objects v.elementData FROM java.util.Vector v

SELECT OBECTS s.value FROM java.lang.string s

在Select子句中，使用“AS RETAINED SET”关键字可以得到所得对象的保留集。

SELECT AS RETAINED SET * FROM com.atguigu.mat. Student

“DISTINCT”关键字用于在结果集中去除重复对象。
SELECT DISTINCT OBECTS classof(s)FROM java.lang.String s

2.FROM子句

From子句用于指定查询范围，它可以指定类名、正则表达式或者对象地址。

SELECT * FROM java.lang.String s

下例使用正则表达式，限定搜索范围，输出所有com.atguigu包下所有类的实例

SELECT FROM "com.atguigul…”

也可以直接使用类的地址进行搜索。使用类的地址的好处是可以区分被不同ClassLoader加载的同一种类型。
select * from 0x37a0b4d

3.WHERE子句

where子句用于指定oQL的查询条件。oQL查询将只返回满足where子句指定条件的对象。Where子句的格式与传统SQL极为相似。

下例返回长度大于10的char数组。
SELECT * FROM char[] s WHERE s.@length>10

下例返回包含“java”子字符串的所有字符串，使用“LIKE”操作符，“LIKE”操作符的操作参数为正则表达式。
SELECT * FROM java.lang.String s WHERE toString(s）LIKE “.java.”

下例返回所有value域不为null的字符串，使用“=”操作符。
SELECT * FROM java.lang.String s where s.value !=null

where子句支持多个条件的AND、OR运算。下例返回数组长度大于15，并且深堆大于1000字节的所有Vector对象。
SELECT * FROM java.util.Vector v WHERE v.elementData.@length>15 AN Dv.@retainedHeapsize>1000

4.内置对象与方法

0QL中可以访问堆内对象的属性，也可以访问堆内代理对象的属性。访问堆内对象的属性时,格式如下：
[ <alias>. ] <field> . <field>. <field>其中alias为对象名称。

访问java.io.File对象的path属性，并进一步访问path的value属性:

SELECT toString(f.path.value）FROM java.io.File f

下例显示了String对象的内容、objectid和objectAddress。
SELECT s.toString(), s.@objectId, s.@objectAddress FROMjava.lang.String s

下例显示java.util.Vector内部数组的长度。
SELECT v.elementData.@length FROM java.util.Vector v

下例显示了所有的java.util.Vector对象及其子类型
select * from INSTANCEOF java.util.Vector

六、JProfiler

1.基本概述

想要用一款集成在idea的分析工具，或想要比mat工具更加全面，JProfiler由此诞生，是一款Java应用性能诊断工具，功能强大，但注意是收费的

1.1 特点

使用方便、界面操作友好―(简单且强大)

对被分析的应用影响小(提供模板)

CPU, Thread ,Memory分析功能尤其强大

支持对jdbc ,nosql，jsp, servlet, socket等进行分析

支持多种模式(离线，在线)的分析

支持监控本地、远程的JVM

跨平台,拥有多种操作系统的安装版本

1.2 主要功能

方法调用：对方法调用的分析可以帮助您了解应用程序正在做什么，并找到提高其性能的方法

内存分配：通过分析堆上对象、引用链和垃圾收集能帮您修复内存泄漏问题，优化内存使用

线程和锁：JProfiler提供多种针对线程和锁的分析视图助您发现多线程问题

高级子系统：许多性能问题都发生在更高的语义级别上。例如，对于JDBC调用，您可能希望找出；执行最慢的SQL语句。JProfiler支持对这些子系统进行集成分析

2.具体使用

2.1 数据采集方式

Instrumentation（重构模式）：这是JProfiler全功能模式。在class加载之前，JProfier把相关功能代码写入到需要分析的class的bytecode中，对正在运行的jvm有一定影响。

优点：功能强大。在此设置中,调用堆栈信息是准确的。

缺点：若要分析的class较多,则对应用的性能影响较大,CPU开销可能很高(取决于Filter的控制)。因此使用此模式一般配合Filter使用,只对特定的类或包进行分析。

Full sampling（抽样模式）：类似于样本统计，每隔一定时间(5ms )将每个线程栈中方法栈中的信息统计出来。
- 优点：对[PU的开销非常低，对应用影响小(即使你不配置任何Filter)
- 缺点：一些数据/特性不能提供(例如:方法的调用次数、执行时间)

2.2 各种重要功能

这里这些功能演示及案例分析就不扣字写了，大家想要了解请去尚硅谷看JVM视频（343~349）

遥感监测（Telemetries）
内存视图（Live Memory）
堆遍历（heap walker）
cpu视图（cpu views）
线程视图（threads）
监视器&锁（Monitors&locks）

七、Arthas

1.前奏

1.1 JProfiler与JvisualVM的缺点

这两款工具有个缺点，都必须在服务端项目进程中配置相关的监控参数。然后工具通过远程连接到项目进程，获取相关的数据。这样就会带来一些不便，比如线上环境的网络是隔离的，本地的监控工具根本连不上线上环境。并且类似于Jprofiler这样的商业工具，是需要付费的。

1.2 概述

Arthas(阿尔萨斯）是Alibaba开源的Java诊断工具，在线排查问题，无需重启;动态跟踪Java代码;实时监控JVM状态。Arthas支持JDK 6+，支持Linux/Mac/Windows，采用命令行交互模式，同时提供丰富的Tab自动补全功能，进一步方便进行问题的定位和诊断。借鉴并基于很多优秀的软件组合而成的一个工具

注意：

由于是开源的项目且是国人开发，这里就不做过多介绍，大家可移步至官网查看中文文档https://arthas.aliyun.com/doc/，里面有十分详细的说明

八、JMC（Java Mission Control）

1.概述

是oracle公司自己的工具，在JDK的bin目录下找到jmc.exe可执行文件

九、其他调优工具

Tprofiler：是由阿里开源的一款寻找错误热点代码的工具
Btrace：简洁明了，大意是一个Java平台的安全的动态追踪工具。可以用来动态地追踪一个运行的Java程序。BTrace动态调整目标应用程序的类以注入跟踪代码（“字节码跟踪”)。
YourKit
JProbe
Spring Insight

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性能监控与调优

一、概述

1.性能评价/测试指标

1.1 停顿时间（响应时间）

1.2 吞吐量

1.3 并发数

1.4 内存占用

1.5 相互间的关系

二、JVM监控及诊断工具-命令行

1.概述

2.jps：查看正在运行的Java进程

3.jstat：查看JVM的统计信息

3.1 option参数

3.2 其他参数

3.3 如何通过jstat判断内存泄露

4.jinfo：实时查看和修改JVM配置参数

4.1 option参数

4.2 拓展参数

5.jmap：导出内存映像文件&内存使用情况

5.1 option参数

5.2 两种用法详解

5.3 小结

6.jhat：JDK自带堆分析工具

7.jstack：打印JVM中的线程快照

7.1 option参数

8.jcmd：多功能命令行

8.1 基本语法

三、JVM监控及诊断工具-GUI

1.工具概述

2.jConsole

2.1 概述

3.Visual VM

3.1 概述

3.2 主要功能

4.MAT

4.1 概述

4.2 dump文件信息

4.3 分析MAT中的dump文件过程

4.4 深堆和浅堆

4.5 支配树

四、再谈内存泄露

1.内存泄露的理解与分类

1.1 内存泄漏与内存溢出的关系

1.2 内存泄漏的分类

2.Java中内存泄漏的8种情况

2.1 静态集合类

2.2 单例模式

2.3 内部类持有外部类

2.4 各种连接，数据库连接、网络连接和IO连接等

2.5 变量不合理作用域

2.6 改变哈希值

2.7 缓存泄漏

2.8 监听器和回调

3.内存泄漏案例分析

3.1 案例一

3.2 案例二

五、OQL语言查询对象信息

1.SELECT子句

2.FROM子句

3.WHERE子句

4.内置对象与方法

六、JProfiler

1.基本概述

1.1 特点

1.2 主要功能

2.具体使用

2.1 数据采集方式

2.2 各种重要功能

七、Arthas

1.前奏

1.1 JProfiler与JvisualVM的缺点

1.2 概述

八、JMC（Java Mission Control）

1.概述

九、其他调优工具

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