JVM 内存监控与分析

1       内存监控与分析

1.1 实时监控工具

目前可用的实时监控工具包括Jprofile,JVisualVm，本文主要介绍JVisualVm的使用

1.1.1             Jvisualvm

   Visualvm为Sun Jdk自带的内存分析与监控工具，其存在2个版本，一个为JDK自带的版本，也有脱离于JDK的独立版本。JDK自带版本建议使用JDK1.6.45及以上版本；独立版本可于http://visualvm.java.net/ 下载。

1.1.1.1     工具运行

1.       配置环境变量 JAVA_HOME,PATH，主要目标将JDK的bin目录配置到PATH环境变量上去(Linux可同样配置)

2.       在Cmd窗口运行Jvisualvm，系统会做一些系统测算，点击确定后自动跳出如下界面

              

 

1.1.1.2     插件安装

建议插件为 visual gc

a)         在线安装

1.         菜单-工具-插件-可用插件

                           

2.         如上图，如果上图未刷新，可点击【重新载入目录】

b)        离线安装

1.         前往 http://visualvm.java.net/pluginscenters.html，选择对应版本的插件下载

2.         菜单-工具-插件-已下载-添加，添加下载下来的离线插件，然后按照提示步骤安装

1.1.1.3     程序监控

1.       运行对应的目标程序，如下图的tomcat WEB，Jvisualvm会出现如下界面,下图左侧会提示一个运行的程序tomcat

                  

 

2.       双击上图圈中的tomcat,会出现系统运行的一些配置参数，如下图,我方配置了内存参数 –Xms1100m –Xmx1100m,相关解释请见其他单元

   

 

3.       使用“监视”页面监控系统资源使用情况

在这里我们主要监控内存的使用

如下图：

 

内存分为堆内存与PermGem内存，从上图可以看出PermGen占用为50M,最大为64M,占用率较高。

4.       使用visualgc观测内存使用情况

              

从上图可以看出内存主要分为Perm,Old,Eden,S0,S1,相关描述请见分代算法描述。

从上图看出Perm Gen的内存使用为51.83,当前分配为52M,最大限制为64M,这样极有可能会超过最大限制导致“java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space”

 

 

 

1.2 离线分析工具

离线分析主要对如下日志进行分析

A．JVM的GC日志

对JVM的GC日志分析，可以分析程序运行所有阶段的内存使用情况，可以从中发现内存是否存在泄露和内存参数设置的合理性。

对GC文件分析的工具主要是IBM的IBM Pattern Modeling and Analysis Tool for Java Garbage Collector(ga443.jar)

B． 内存dump文件

对此类文件的分析,一般情况下是在程序已经发生Out Of Memory或者通过快捷键进行数据收集，通过对内存Dump文件进行分析，可以发现哪一类数据结构占用内存最多，通过分析这个可以获取具体的内存泄露的数据结构。

1.2.1              GC日志分析工具

1.2.1.1      GC日志收集

1.2.1.1.1      Sun Jdk

a)     配置参数

在运行程序的路径上使用  

 

-verbose:gc -Xloggc:%logname% -XX:+UseGCLogFileRotation -XX:NumberOfGCLogFiles=20 -XX:GCLogFileSize=16M  -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintHeapAtGC -XX:+ PrintGCDateStamps -XX:+PrintTenuringDistribution -XX:+PrintClassHistogram

 

         其中%logname%在测试时可以用具体的文件名，但是在生产环境跟踪可以考虑使用带日期的参数来生成，诸如下文

@set tsp="%time:~0,1%"         @if %tsp%==" " (@set logname=%date:~0,4%%date:~5,2%%date:~8,2%_0%time:~1,1%%time:~3,2%%time:~6,2%)                   & @goto LS   @set logname=%date:~0,4%%date:~5,2%%date:~8,2%_%time:~0,2%%time:~3,2%%time:~6,2%  :LS  @set logname=gclogs/gc_%logname%.log

       配置代码如下

    

b)     参数生效显示 

启动程序后，通过Jvisualvm可以看到,相关参数已生效

     

       同时，对应的gc日志文件会产生对应的日志文件

c)     收集日志简单分析

如下图，下图为一个完整的GC日志记录

     

 

记录信息包括:

1.       触发GC的时间,及触发Gc的原因(需要新生代39714816 bytes)字节

2.       触发GC前后的各代的内存分布

d)     使用工具分析

    

 

1.2.1.2    IBM Pattern Modeling and Analysis Tool

该工具可以分析多个JDK版本的产生的GC日志文件,包括

\内存分析工具\IBM\ga443.jar

 

加载对应的gclog文件，可以得到如下图的日志统计分析，包括

1.       GC次数

2.       GC时间段

3.       各代的最大，最小，平均值等内存占用数据

通过下图红圈圈中的按钮（或者菜单-Analysis-Graph View All）可以看，各代内存的趋势分析，通常会分析Used Ternued(after)(即年老代GC后的内存）占用趋势图

 

分析这个内存可以通过一些趋势来看程序的内存使用情况

1.       如果内存缓慢上升，从不下降，那么程序可能存在内存泄露

2.       如果内存变化非常陡峭，那么程序会存在大量分配短时间内存的可能

某生产环境典型内存使用情况：

       参数设置: -Xmx1000M

       经过连续测试后，已经定位到有问题的功能，通过连续使用该功能可形成如下的使用图，通过该工具可定位到有问题的功能。

 

1.2.2             Heap Dump日志分析

1.2.2.1       日志收集

1.2.2.1.1      Sun Jdk

使用Jvisualvm进行head dump，如下图(或者使用菜单-【应用程序】-【堆Dump】

 

这样可以得到堆Dump文件