简介

VisualVM is a visual tool integrating commandline JDK tools and lightweight profiling capabilities.
Designed for both development and production time use.

VisualVM 是一款免费的，集成了多个 JDK 命令行工具的可视化工具，它能为您提供强大的分析能力，对 Java 应用程序做性能分析和调优。这些功能包括生成和分析海量数据、跟踪内存泄漏、监控垃圾回收器、执行内存和 CPU 分析，同时它还支持在 MBeans 上进行浏览和操作。本文主要介绍如何使用 VisualVM 进行性能分析及调优。

如何使用JDK自带jvisualvm监控工具

使用jvisualvm、jmc远程监控JVM

部分参数说明

Ø  堆 -- 这里要说明下堆内存的组成部分,堆是由老年代和新生代组成，其中新生代有由"伊甸园"和"两个幸存区组成"三部分组成，堆视图看到的资源占用实际是"老年代"、"伊甸园（Eden）"、"两个幸存者（Survivor ）"的一个综合情况。

Ø  PermGen --  Perm 区用来存放java类以及其他虚拟机自己的静态数据，（常被称为持久代或者方法区）

Ø  类 -- 此视图 主要展示 当前程序加载了多少个类

Ø  线程 -- 当前程序的线程启动情况

§  执行垃圾回收 -- 手动触发一次GC 相当于在程序代码中调用（System.gc()），如果是远程连接到生产环境中请慎重点击。

§  堆Dump -- 生产当前程序的内存快照hprof文件，对于分析内存溢出问题比较有帮助。

（可以查看当前程序内存中的所有对象）

Ø  线程dump – 此按钮主要生产当前程序中所有线程的快照（对分析线程死锁，比较有帮助）

Ø  时间线 – 展示每个线程的实时运行状态（不同颜色代表不同的状态）

内存-> 堆柱状图 – 展示堆内存中各种对象占用的字节数和总实例数

内存->PermGen – 展示方法区各种对象消耗的内存情况

CPU->线程CPU时间 – 主要展示线程消耗的CPU资源信息

添加插件

安装visualgc插件（java.net网站已关闭）,插件下载后导入，插件地址：

http://visualvm.github.io/pluginscenters.html

Visual GC(监控垃圾回收器)

有人说“JVM的内存分为两块堆和栈”，还有人说"JVM的内存分为三块（新生代、老年代、方法区）"该有个结论了

对于堆栈说法的人他们是根据下图中的维度来看问题的

要看懂上面的图必须理解Java虚拟机的一些基本概念：

堆(Heap) ：JVM管理的内存叫堆

分代：根据对象的生命周期长短，把堆分为3个代：Metaspace，Old和Young，根据不同代的特点采用不同的收集算法，扬长避短也。

1. Metaspace（元空间）                                                          JDK8-废弃永久代（PermGen）迎来元空间（Metaspace）

   元空间是方法区的在HotSpot jvm 中的实现，方法区主要用于存储类的信息、常量池、方法数据、方法代码等。方法区逻辑上属于堆的一部分，但是为了与堆进行区分，通常又叫“非堆”。

   元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。，理论上取决于32位/64位系统可虚拟的内存大小。可见也不是无限制的，需要配置参数。

   常用配置参数
   1.MetaspaceSize

   初始化的Metaspace大小，控制元空间发生GC的阈值。GC后，动态增加或降低MetaspaceSize。在默认情况下，这个值大小根据不同的平台在12M到20M浮动。使用Java -XX:+PrintFlagsInitial命令查看本机的初始化参数

   2.MaxMetaspaceSize

   限制Metaspace增长的上限，防止因为某些情况导致Metaspace无限的使用本地内存，影响到其他程序。在本机上该参数的默认值为4294967295B（大约4096MB）。

   3.MinMetaspaceFreeRatio

   当进行过Metaspace GC之后，会计算当前Metaspace的空闲空间比，如果空闲比小于这个参数（即实际非空闲占比过大，内存不够用），那么虚拟机将增长Metaspace的大小。默认值为40，也就是40%。设置该参数可以控制Metaspace的增长的速度，太小的值会导致Metaspace增长的缓慢，Metaspace的使用逐渐趋于饱和，可能会影响之后类的加载。而太大的值会导致Metaspace增长的过快，浪费内存。

   4.MaxMetasaceFreeRatio

   当进行过Metaspace GC之后， 会计算当前Metaspace的空闲空间比，如果空闲比大于这个参数，那么虚拟机会释放Metaspace的部分空间。默认值为70，也就是70%。

   5.MaxMetaspaceExpansion

   Metaspace增长时的最大幅度。在本机上该参数的默认值为5452592B（大约为5MB）。

   6.MinMetaspaceExpansion

   Metaspace增长时的最小幅度。在本机上该参数的默认值为340784B（大约330KB为）。

2. Tenured（年老代）
   年老代存放从年轻代存活的对象。一般来说年老代存放的都是生命期较长的对象。

3. Young（年轻代）
   年轻代分三个区。一个Eden区，两个Survivor区。大部分对象在Eden区中生成。当Eden区满时，还存活的对象将被复制到Survivor区（两个中的一个），当这个Survivor区满时，此区的存活对象将被复制到另外一个Survivor区，当这个Survivor区也满了的时候，从第一个Survivor区复制过来的并且此时还存活的对象，将被复制“年老区(Tenured)”。需要注意，Survivor的两个区是对称的，没先后关系，所以同一个区中可能同时存在从Eden复制过来对象，和从前一个Survivor复制过来的对象，而复制到年老区的只有从第一个Survivor复制过来的对象。而且，Survivor区总有一个是空的。

GC的基本概念

gc分为full gc 跟 minor gc，当每一块区满的时候都会引发gc。

1. Scavenge GC
   一般情况下，当新对象生成，并且在Eden申请空间失败时，就触发了Scavenge GC，堆Eden区域进行GC，清除非存活对象，并且把尚且存活的对象移动到Survivor区。然后整理Survivor的两个区。

2. Full GC
   对整个堆进行整理，包括Young、Tenured和Perm。Full GC比Scavenge GC要慢，因此应该尽可能减少Full GC。有如下原因可能导致Full GC：

• 上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化

• System.gc()被显示调用

• Perm域被写满

• Tenured被写满

内存溢出  out of memory，是指程序在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用，出现out of memory；比如申请了一个integer,但给它存了long才能存下的数，那就是内存溢出。

内存泄露  memory leak，是指程序在申请内存后，无法释放已申请的内存空间，一次内存泄露危害可以忽略，但内存泄露堆积后果很严重，无论多少内存,迟早会被占光。其实说白了就是该内存空间使用完毕之后未回收。

jvisualvm和jmc都是JDK自带的监控工具。jmc监控数据比jvisualvm更加丰富。它们都在JDK bin目录中

1. Tomcat环境变量指定的好习惯

安装完Tomcat之后，配置CATALINA_HOME和CATALINA_BASE环境变量，如果需要指定环境变量或者JVM参数值，根据catalina.sh文件中的注释说明单独在setenv.sh或者setenv.bat文件中指定，这样catalina.sh在执行的时候会自动读取。

2. 配置启用Tomcat JMX Remote

Java Visual VM远程监控Tomcat，配置参见：

如果authenticate=false的时候不需要配置paasword.file和access.file.否则需要在access.file中指定用户名和读写权限，格式如：

password.file中指定用户名和密码，格式如：

文档中有个小提示：The password file should be read-only and only accessible by the operating system user Tomcat is running as. (意思是password.file的读写权限是400，仅运行tomcat服务的操作系统用户可以访问)

服务器上启动Tomcat，本地运行jvisual.exe配置JMX，连接远程Tomcat进行监控。

接下来介绍另一个JDK自带的监控工具jmc，打开bin/jmc.exe 之后，jmc即可扫描出本地运行的JVM进程

选择一个进程，点开选择MBean服务器，右键 启动JMX控制台，即可看到监控信息

如果想要用jmc监控远程的JVM进程，配置方式和jvisualvm方式一一样即可。