读Java性能权威指南（第2版）笔记22_ 操作系统工具和Java监控工具

Posted 2023-03-20 躺柒

1. 性能优化是围绕工具展开的

1.1. 最重要的工具大都是Java开发工具包（JDK）自带的

1.2. 查看应用程序性能时，首先应该考察的就是CPU时间

2. 操作系统工具

2.1. Unix系统

• 2.1.1. sar（System Accounting Report）及其组成工具

• 2.1.2. vmstat、iostat和prstat

2.2. Windows系统

• 2.2.1. 有图形化的资源监视器

• 2.2.2. 类似typeperf的命令行工具

2.3. CPU使用率

• 2.3.1. 用户时间

  • 2.3.1.1. CPU执行应用程序代码的时间所占的百分比

• 2.3.2. 系统时间

  • 2.3.2.1. 执行内核代码的时间所占的百分比

  • 2.3.2.2. Windows上叫作特权时间

• 2.3.3. CPU空闲原因

  • 2.3.3.1. 应用程序阻塞在同步原语上，直到锁释放后才能继续执行

  • 2.3.3.2. 应用程序在等待某些东西

  • 2.3.3.3. 应用程序没有事情可做

2.4. 批处理类型应用程序

• 2.4.1. 工作量是固定的

• 2.4.2. CPU空闲意味着无事可做

• 2.4.3. 榨干CPU的最后一点处理能力是其孜孜以求的目标

2.5. 服务器处理类型

• 2.5.1. CPU会因为没有工作可做而处于空闲状态

2.6. 多CPU的使用率

• 2.6.1. CPU在有工作可做时也可能空闲

• 2.6.2. 以固定大小的线程池运行各种任务

  • 2.6.2.1. 线程任务以队列形式放置，当有线程空闲而且队列中有任务时，该线程会取出任务并执行

  • 2.6.2.2. 不要仅仅因为有空闲的CPU可用，就认为应该增加线程池的大小以完成更多的工作

2.7. 程序无法获得CPU周期的原因

• 2.7.1. 锁或外部资源的瓶颈

2.8. CPU运行队列

• 2.8.1. Unix系统称之为运行队列

  • 2.8.1.1. vmstat

  • 2.8.1.2. 运行队列表示的是机器上所有的进程信息

  • 2.8.1.3. 让Unix系统的运行队列长度小于等于CPU数

• 2.8.2. Windows系统称之为处理器队列

  • 2.8.2.1. typeperf

  • 2.8.2.2. 处理器队列长度不包含正在运行的线程的数量

  • 2.8.2.3. 让Windows系统的处理器队列长度等于0

• 2.8.3. 如果运行队列在相当长的时间内过长，那就说明机器已经过载，需要想办法减少机器当前的工作量

  • 2.8.3.1. 通过将任务移至其他机器或者优化代码

2.9. 优化代码的目的是提高CPU使用率（在较短时间内），而不是降低

2.10. 在着手深入优化应用程序之前，应该先弄清楚CPU使用率为什么低

2.11. 磁盘使用率

• 2.11.1. 对于不直接写入磁盘的应用程序，系统内存交换会影响它们的性能

• 2.11.2. 瓶颈的原因

  • 2.11.2.1. 写入数据的效率不高（吞吐量太低）

  • 2.11.2.2. 写的数据太多（吞吐量太高）

• 2.11.3. iostat

  • 2.11.3.1. Linux

2.12. 网络使用率

• 2.12.1. netstat

  • 2.12.1.1. Linux

• 2.12.2. typeperf

  • 2.12.2.1. windows

• 2.12.3. nicstat

  • 2.12.3.1. Unix

• 2.12.4. 对于本地以太网，使用率持续超过40%就说明接口饱和了

• 2.12.5. 瓶颈的原因

  • 2.12.5.1. 写入数据的效率不高（吞吐量太低）

  • 2.12.5.2. 写的数据太多（吞吐量太高）

3. Java监控工具

3.1. jcmd

• 3.1.1. 打印Java进程中的基本类、线程和JVM信息

• 3.1.2. % jcmd process_id command optional_arguments

3.2. jconsole

• 3.2.1. 提供JVM活动的图形化视图

• 3.2.2. 线程的使用

• 3.2.3. 类的使用

• 3.2.4. GC活动

3.3. jmap

• 3.3.1. 提供堆转储和其他JVM内存使用的信息

3.4. jinfo

• 3.4.1. 查看JVM系统属性

• 3.4.2. 允许动态设置一些系统属性

3.5. jstack

• 3.5.1. 转储Java进程的栈信息

3.6. jstat

• 3.6.1. 提供GC和类加载活动的信息

3.7. jvisualvm

• 3.7.1. 监控JVM的GUI工具

• 3.7.2. 可以分析正在运行的应用程序

• 3.7.3. 可以分析JVM堆转储文件

4. 基本的VM信息

4.1. 运行时间

• 4.1.1. JVM启动后运行的时长

• 4.1.2. % jcmd process_id VM.uptime

4.2. 系统属性

• 4.2.1. 显示了System.getProperties()中的条目

• 4.2.2. % jcmd process_id VM.system_properties

• 4.2.3. % jinfo -sysprops process_id

4.3. JVM版本

• 4.3.1. % jcmd process_id VM.version

4.4. JVM命令行

• 4.4.1. 显示了命令行直接设定的标志

• 4.4.2. % jcmd process_id VM.command_line

4.5. JVM调优标志

• 4.5.1. 应用程序中生效的调优标志

• 4.5.2. % jcmd process_id VM.flags [-all]

• 4.5.3. 显示了命令行设置的标志和JVM直接设置的一些标志

• 4.5.4. 加上-all命令可以列出所有的标志

5. 特定JVM平台相关的默认值

5.1. -XX:+PrintFlagsFinal命令

• 5.1.1.

  % java other_options -XX:+PrintFlagsFinal -version
  uintx InitialHeapSize                     := 4169431040     product
  intx InlineSmallCode                      = 2000            pd product
  

  5.1.2. 输出中的冒号表示标志使用了非默认值

• • 5.1.2.1. 标志的值直接通过命令行设定

  • 5.1.2.2. 其他标志间接地改变了这个标志的值

  • 5.1.2.3. JVM自动计算出了默认值

• 5.1.3. 没有冒号，表示当前的值是这个版本JVM的默认值

• 5.1.4. product表示该标志的默认设置在所有平台是统一的

• 5.1.5. pd product表示该标志的默认值依赖于平台

5.2. jinfo

• 5.2.1. 允许在应用程序执行过程中更改标志的值

• 5.2.2. % jinfo -flags process_id