Java 中的垃圾收集日志、線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)、堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)

Java 虛擬機(jī) (JVM) 生成 3 個(gè)關(guān)鍵組件，這些組件對(duì)于優(yōu)化性能和排除生產(chǎn)問(wèn)題很有用。這些組件是：

1. 垃圾收集 (GC) 日志
2. 線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)
3. 堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)

在本文中，讓我們嘗試了解這 3 個(gè)關(guān)鍵組件，它們?cè)谀睦锸褂茫耐庥^如何，如何捕獲它們，如何分析它們以及它們的差異。

1.垃圾收集日志

a) 什么是 GC 日志？

GC Log 包含垃圾收集事件相關(guān)信息。它將指示運(yùn)行了多少 GC 事件，它們是什么類型的 GC 事件（即 Young GC 或 Full GC），每個(gè) GC 事件暫停應(yīng)用程序的時(shí)間，每個(gè) GC 事件回收了多少對(duì)象。

b) GC 日志看起來(lái)如何？

可以在此處找到示例垃圾收集日志文件。

c) GC Log 在哪里使用？

垃圾收集日志用于研究應(yīng)用程序的 GC 和內(nèi)存性能。它用于優(yōu)化 GC 暫停時(shí)間，用于確定應(yīng)用程序的最佳內(nèi)存大小，還用于解決與內(nèi)存相關(guān)的問(wèn)題。

d) 如何生成GC日志？

您可以通過(guò)傳遞以下 JVM 參數(shù)來(lái)生成垃圾收集日志：

對(duì)于 8 之前的 Java 版本：

-XX:+PrintGCDetails
-XX:+PrintGCDateStamps
-Xloggc:<file-path>

對(duì)于從 9 開(kāi)始的 Java 版本：

-Xlog:gc*:file=<file-path>

文件路徑：是垃圾收集日志文件將被寫(xiě)入的位置。

e) 如何理解GC Log？

垃圾收集日志格式因您的 JVM 供應(yīng)商（Oracle、HP、IBM、Azul 等）、Java 版本（1.5、5、6、7、8、9、10、11、12……）、垃圾而異收集算法（串行、并行、CMS、G1、Shenandoah、Z GC）和傳遞的 JVM 參數(shù)。因此，沒(méi)有一種可用的標(biāo)準(zhǔn)化格式。

f) 使用什么工具來(lái)分析 GC 日志？

有多種垃圾收集日志分析工具。這里給出了一些流行的：GCeasy、IBM GC 和內(nèi)存可視化器、HP JMeter、Google Garbage Cat。

2.線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)

a) 什么是線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)？

線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)是某個(gè)時(shí)間點(diǎn)在應(yīng)用程序中運(yùn)行的所有線程的快照。它包含有關(guān)應(yīng)用程序中每個(gè)線程的所有信息，例如：線程狀態(tài)、線程 ID、本機(jī) ID、線程名稱、堆棧跟蹤、優(yōu)先級(jí)。

b) 線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)看起來(lái)如何？

可以在此處找到示例線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)。

c) 線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)在哪里使用？

線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)主要用于解決生產(chǎn)問(wèn)題，例如 CPU 峰值、應(yīng)用程序無(wú)響應(yīng)、響應(yīng)時(shí)間差、線程掛起、內(nèi)存消耗高。

d) 如何生成線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)？

可以使用8 個(gè)不同的選項(xiàng)從正在運(yùn)行的應(yīng)用程序中捕獲線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)。進(jìn)行線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)的最常見(jiàn)選項(xiàng)是使用“jstack”工具。jstack 工具在 JDK_HOME\bin 文件夾中提供。這是您需要發(fā)出以捕獲線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)的命令：

jstack -l <pid> > <file-path>

其中pid：是應(yīng)用程序的進(jìn)程ID，應(yīng)捕獲其線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)，而file-path：是將寫(xiě)入線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)的文件路徑。

e) 使用什么工具來(lái)分析線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)？

以下是使用最廣泛的線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)分析工具：?fastThread?、?Samurai?、?IBM Thread & Monitor Analyzer?、?Visual VM?。

3.堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)

a) 什么是堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)？

堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)是某個(gè)時(shí)間點(diǎn)應(yīng)用程序內(nèi)存的快照。它包含諸如內(nèi)存中的對(duì)象是什么、它們攜帶什么值、它們的大小是多少、它們引用了哪些其他對(duì)象等信息。

b) 堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)看起來(lái)如何？

可以在此處找到示例堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)。（注意：它將采用二進(jìn)制格式。因此您實(shí)際上無(wú)法讀取它）。

c) 堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)在哪里使用？

堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)主要用于解決內(nèi)存相關(guān)的 OutOfMemoryError 問(wèn)題。

d) 如何生成堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)？

可以使用7 個(gè)不同的選項(xiàng)從正在運(yùn)行的應(yīng)用程序中捕獲堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)。進(jìn)行堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)的最常見(jiàn)選項(xiàng)是使用“jmap”工具。jmap 工具在 JDK_HOME\bin 文件夾中提供。這是您需要發(fā)出以捕獲的命令：

<span style="font-weight: 400;">jmap -dump:format=b,</span><span style="font-weight: 400;">
</span><span style="font-weight: 400;">file=<file-path> <pid> </span>

其中pid：是 Java 進(jìn)程 ID，應(yīng)捕獲其堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)，而file-path：是將寫(xiě)入堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)的文件路徑。

e) 如何理解堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)？

堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)文件采用二進(jìn)制格式，并且往往很大。除此之外，它們的格式嚴(yán)重缺乏文檔。因此，您必須使用堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)分析工具（在下一個(gè)問(wèn)題中給出）來(lái)分析和理解它們。

f) 使用什么工具來(lái)分析 Heap dump？

以下是使用最廣泛的堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)分析工具：?Eclipse MAT?、?HeapHero?、?JVisualVM?。