背景

性能診斷是軟件工程師在日常工作中需要經常面對和解決的問題，在用戶體驗至上的今天，解決好應用的性能問題能帶來非常大的收益。Java 作為最流行的編程語言之一，其應用性能診斷一直受到業界廣泛關注。可能造成 Java 應用出現性能問題的因素非常多，例如線程控制、磁盤讀寫、數據庫訪問、網絡I/O、垃圾收集等。想要定位這些問題，一款優秀的性能診斷工具必不可少。

Java 性能診斷工具簡介

在 Java 的世界里，有許多診斷工具可供選擇，既包括像 jmap、jstat 這樣的簡單命令行工具，又包括 JVisualvm、JProfiler 等圖形化綜合診斷工具，同時還有 SkyWalking、ARMS 這樣的針對分布式應用的性能監控系統。下面分別對其進行介紹。

簡單命令行工具

JDK 內置了許多命令行工具，它們可用來獲取目標 JVM 不同方面、不同層次的信息。

jinfo - 用于實時查看和調整目標 JVM 的各項參數。

jstack - 用于獲取目標 Java 進程內的線程堆棧信息，可用來檢測死鎖、定位死循環等。

jmap - 用于獲取目標 Java 進程的內存相關信息，包括 Java 堆各區域的使用情況、堆中對象的統計信息、類加載信息等。

jstat - 一款輕量級多功能監控工具，可用于獲取目標 Java 進程的類加載、JIT 編譯、垃圾收集、內存使用等信息。

jcmd - 相比 jstat 功能更為全面的工具，可用于獲取目標 Java 進程的性能統計、JFR、內存使用、垃圾收集、線程堆棧、JVM 運行時間等信息。

圖形化綜合診斷工具

使用上述命令行工具或組合能幫您獲取目標 Java 應用性能相關的基礎信息，但它們存在下列局限：

無法獲取方法級別的分析數據，如方法間的調用關系、各方法的調用次數和調用時間等(這對定位應用性能瓶頸至關重要)。

要求用戶登錄到目標 Java 應用所在的宿主機上，使用起來不是很方便。

分析數據通過終端輸出，結果展示不夠直觀。

下面介紹幾款圖形化的綜合性能診斷工具。

JVisualvm

JVisualvm是 JDK 內置的可視化性能診斷工具，它通過 JMX、jstatd、Attach API 等方式獲取目標 JVM 的分析數據，包括 CPU 使用率、內存使用量、線程堆棧信息等。此外，它還能直觀地展示 Java 堆中各對象的數量和大小、各 Java 方法的調用次數和執行時間等。

JProfiler

JProfiler是由 ej-technologies 公司開發的一款 Java 應用性能診斷工具。它聚焦于四個重要主題上。

方法調用 - 對方法調用的分析可以幫助您了解應用程序正在做什么，并找到提高其性能的方法。

內存分配 - 通過分析堆上對象、引用鏈和垃圾收集能幫您修復內存泄漏問題，優化內存使用。

線程和鎖 - JProfiler 提供多種針對線程和鎖的分析視圖助您發現多線程問題。

高級子系統 - 許多性能問題都發生在更高的語義級別上。例如，對于JDBC調用，您可能希望找出執行最慢的 SQL 語句。JProfiler 支持對這些子系統進行集成分析。

分布式應用性能診斷

如果只需要診斷單機 Java 應用的性能瓶頸，上面介紹的診斷工具就已經夠用了。但隨著現代系統架構逐漸從單體轉變為分布式、微服務，單純使用上述工具往往無法滿足需求，這時就需要借助Jaeger、ARMS、SkyWalking這些分布式追蹤系統提供的全鏈路追蹤功能。分布式追蹤系統種類繁多，但實現原理都大同小異，它們通過代碼埋點的方式記錄 tracing 信息，通過 SDK 或 agent 將記錄的數據傳輸至中央處理系統，最后提供 query 接口對結果進行展示和分析，想了解更多分布式追蹤系統的原理可參考文章開放分布式追蹤(OpenTracing)入門與 Jaeger 實現。

以上就是關于“Java性能分析工具的介紹”，如果您想了解更多相關信息，不妨來關注一下動力節點的Java開發工具，相信會對大家有所關注。