java性能分析与问题定位 实战
文章目录
- 常用命令
- APM监控工具
- eclipseMAT内存分析工具
- 决策树
- 直方图
今天我们来聊下生产环境排查、定位问题的工具和方法。
常用命令
jdk提供的工具类,可以用来获取java进程的内存、线程、垃圾回收等信息。
jstack
—— 获取线程堆栈信息:
jstack -l 7055 > store-back.jstatck
jmap
—— 获取堆中的对象信息(类的实例等)
jmap -dump:format=b,file=store-back.hprof 12131
说明:需要使用eclipse MAT或者jhat工具配合,解析dump下来的内存文件。
OOM时自动dump方式,在java启动脚本上添加jvm命令:
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=${目录}
jstat
—— jvm的统计信息,包含内存使用情况、垃圾回收时间、类加载等信息:
jstat -gcutil 21891 250 7
说明:21891 进程号; 250ms 采样间隔时间,单位毫秒; 7 采集次数
APM监控工具
通常,排查生产环境的问题,我们不会远程连到服务器,使用jstack、jmap命令获取相关信息,因为这样效率太低,而且生产环境有诸多限制。我比较习惯使用APM(Application Performance Monitor)工具来快速定位和排查问题,比如pinpoint就是一款非常优秀的APM工具。
在pinpoint首页,我们可以看到应用程序之间的拓扑图,调用次数(一般生产环境采样率为10%),如下图。
图片右上角部分(如下图),有很多绿色的小点点,每个点代表一次http请求,横坐标为请求时间,纵坐标为该次请求的耗时(毫秒);红色的点表示该次请求抛异常。
我们可以用鼠标框住耗时最长的一部分“小点”,就可以查看每个请求的调用链(如下图),调用链精确到某个应用的某个类的某个方法,并打印出执行的SQL语句;以及每个方法的执行耗时和百分比。
点击“inspector”按钮,可以看到每个应用(jvm进程)的内存分配情况,比如堆、永久区(java8为metaspace)占用空间,GC执行耗时,CPU消耗,每秒事务数(TPS),活跃线程数,请求响应时间,堆外直接内存空间等等数据。一目了然,犹如上帝视角。
eclipseMAT内存分析工具
还记得第一步“常用工具”中的两个命令吧:
jmap -dump:format=b,file=store-back.hprof 12131
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=${目录}
eclipseMAT就是用来分析dump下来的内存文件的。
用MAT生成内存泄漏分析报告,如下图:
通过直方图(Histogram)和支配树(Dorminator Tree)分析内存泄漏:
决策树
首先,我们通过决策树(Dorminator Tree)来分析,按package分组:
找到占用内存最大的类,如下图。
浅堆(shallow heap) : 指某一个对象本身所占内存大小(也包括外部对象的"引用",每个外部对象的"引用"为4或8个字节,分析时一般都是忽略这部分)。
保留堆(retained heap): 指对象本身和引用的“外部对象”的内存大小,但不包括“共享对象”(共享对象的概念后面会讲到)。
深堆(deep heap): 指对象本身和引用的“外部对象”的内存大小。
MAT只显示浅堆和保留堆的大小,很明显,浅堆和保留堆所占空间差距过大,就非常有可能是“内存泄漏”了。
在这里,我们怀疑Activity对象可能泄漏内存,于是查下引用此对象的是谁(with incoming references)。
我们大概看一眼,就会发现,主要是WebAppClassLoader持有大量Activity对象的引用。
使用合并最短根路径(GC ROOTS)方式,检查对象的引用路径,如下图。
Merge Shortest Path To GC Roots:快速分析的一个常用功能,它能够从当前内存映像中找到一条指定对象所在的到GC Root的最短路径。
需要排除弱引用、软引用及影子引用等,一般来说这三种类型的引用都不会是造成内存泄漏的原因,因为JVM迟早是会回收只存在这三种引用的资源的。
再次确认,要是WebAppClassLoader持有大量Activity对象的引用。我们通过决策树的方式分析,大概可以判断Activity对象是内存泄漏的最大嫌疑人。
直方图
下面我们再通过直方图的方式分析。
直方图首页,依然通过浅堆和保留堆来分析,发现FindShoppingCartByType对象可能导致内存泄漏。
查看引用人是谁(with incoming references)
咦,又看到熟悉的人了,Activity……
依然使用合并最短根路径(GC ROOTS)方式,检查对象的引用路径,如下图。
根据下图,得出结论:主要是WebAppClassLoader持有大量Activity对象的引用;Activity对象持有大量FindShoppingCartByType对象的引用。
因为本例的程序是部署在tomcat中,这就相当于是Activity对象常驻内存,无法在GC时释放。通过阅读代码,发现Activity对象是使用static声明的变量,符合我们的推断。至此,内存泄漏问题定位到了原因,后面就是改代码啦。
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