使用JDK自带的VisualVM进行Java程序的性能分析

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Jerry Wang 发表于 2021/11/07 17:04:34 2021/11/07
【摘要】 VisualVM是什么?VisualVM是JDK自带的一个用于Java程序性能分析的工具,JDK安装完毕后就有啦,在JDK安装目录的bin文件夹下能找到名称为jvisualvm.exe。要使用VisualVM分析您的应用性能,首先得让VisualVM识别出您的应用。Eclipse有个插件名叫“VisualVM Launcher for Eclipse”,可以帮助我们做到这一点。 Eclip...

VisualVM是什么?

VisualVM是JDK自带的一个用于Java程序性能分析的工具,JDK安装完毕后就有啦,在JDK安装目录的bin文件夹下能找到名称为jvisualvm.exe。

要使用VisualVM分析您的应用性能,首先得让VisualVM识别出您的应用。Eclipse有个插件名叫“VisualVM Launcher for Eclipse”,可以帮助我们做到这一点。

Eclipse VisualVM Launcher的安装和配置

1. 从下面的链接下载VisualVM Launcher插件。下载完毕后,放到您本地Eclipse文件夹的plugins文件夹下。

http://visualvm.java.net/eclipse-launcher.html

你可以参考下图我本地的Eclipse文件夹。注意这个插件解压之后,应该有一个名叫site.xml的文件。

2. 在Eclipse里,菜单 “Help->Install New Software”, 点 “Local”, 把第一步下载的插件文件加载进去。

Plugin文件已经被成功识别出来,可以安装了。

3. 安装完毕,重启Eclipse,能在Eclipse的option里能看到一个新的关于VisualVM的界面了。我们需要告诉Eclipse我们JDK自带的VisualVM的可执行文件具体路径。这里根据JDK的路径指定即可。

注意JDK home可别错误指定成JRE的路径了,否则Eclipse也会贴心地弹出错误提示:Error Starting VisualVM:You are running VisualVM using Java Runtime Environment(JRE)。

使用VisualVM进行性能测试

右键单击您的Java项目,从右键菜单里选择“Run as”->”Run configuration”, 创建一个新的应用程序启动配置。

因为前面我们已经成功安装了Eclipse VisualVM Launcher,所以此时发现除了Eclipse自带的Eclipse JDT launcher之外,多了一个VisualVM Launch的选项。

2. 假设我自己实现了一个快速排序算法,我想测一测它的性能。

首先我在下图代码第57行执行我的快速排序算法之处设置一个断点。

然后使用前一步创建的基于Eclipse VisualVM Launcher的应用程序启动配置,以调试模式启动我的Java应用。

断点触发,这样VisualVM就成功识别到了我的Java应用。点击Profiler标签页:

当前状态: profiling inactive.

点击CPU按钮:

现在Profile处于激活状态了。

3. 回到Eclipse,按F8结束应用程序的执行。应用程序一旦结束,VisualVM会立即扑捉到这个事件,并弹出一个窗口通知我们:

点Yes,就可以查阅VisualVM为我们产生的性能评测分析报告了。

另外,什么是Java Marker Interface(标记接口)?

先看看什么是标记接口?标记接口有时也叫标签接口(Tag interface),即接口不包含任何方法。在Java里很容易找到标记接口的例子,比如JDK里的Serializable接口就是一个标记接口。

首先明确一点,Marker Interface(标记接口)决不是Java这门编程语言特有的,而是计算机科学中一种通用的设计理念。

我们看Wikipedia里对标记接口的定义。

“The tag/ marker interface pattern is a design pattern in computer science, used with languages that provide run-time type information about objects. It provides a means to associate metadata with a class where the language does not have explicit support for such metadata.“

我试了下Google Translate翻译上面这段话,翻得很差劲,所以我来解释一下。

标记接口是计算机科学中的一种设计思路。编程语言本身不支持为类维护元数据。而标记接口则弥补了这个功能上的缺失——一个类实现某个没有任何方法的标记接口,实际上标记接口从某种意义上说就成为了这个类的元数据之一。运行时,通过编程语言的反射机制,我们就可以在代码里拿到这种元数据。

以Serializable接口为例。一个类实现了这个接口,说明它可以被序列化。因此,我们实际上通过Serializable这个接口,给该类标记了“可被序列化”的元数据,打上了“可被序列化”的标签。这也是标记/标签接口名字的由来。

下面的代码是我从JDK源代码中摘出来的:

if (obj instanceof String) {
	writeString((String) obj, unshared);
} else if (cl.isArray()) {
	writeArray(obj, desc, unshared);
} else if (obj instanceof Enum) {
	writeEnum((Enum) obj, desc, unshared);
} else if (obj instanceof Serializable) {
	writeOrdinaryObject(obj, desc, unshared);
} else {
	if (extendedDebugInfo) {
		throw new NotSerializableException(cl.getName() + " "
		+ debugInfoStack.toString());
	} else {
		throw new NotSerializableException(cl.getName());
	}
}

Java里的序列化,字符串,数组,枚举类和普通类是分别进行的。如果当前待序列化的变量既不是字符串,也不是数组和枚举类,那么就检测该类是否实现了Serializable的接口,大家注意下图第1177行就执行了这种检测。如果没有实现Serializable接口,就会抛出异常NotSerializableException。

大家也许会问,在Spring里满天飞的注解(Annotation)不是最好的用来维护元数据的方式么?确实,Annotation能声明在Java包、类、字段、方法、局部变量、方法参数等的前面用于维护元数据的目的,既灵活又方便。然而这么好的东西,只有在JDK1.5之后才能用。JDK1.5之前维护元数据的重任就落在标记接口上了。

大家看另一个标记接口,Cloneable。下图第51行清晰标注了该接口从JDK1.0起就有了。

JDK源代码里的Clone方法的注释也清晰注明了,如果一个类没有实现Cloneable接口,在执行clone方法时会抛出CloneNotSupportedException异常。

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