troubleshoot之:使用JFR分析性能问题
简介
java程序的性能问题分析是一个很困难的问题。尤其是对于一个非常复杂的程序来说，分析起来更是头疼。
还好JVM引入了JFR，可以通过JFR来监控和分析JVM的各种事件。通过这些事件的分析，我们可以找出潜在的问题。
今天我们就来介绍一下对java性能分析比较重要的一些JFR事件。
GC性能事件
一般来说，GC会对java程序的性能操作产生比较重要的影响。我们可以使用jfr监控jdk.GCPhasePause事件。
下面是一个jdk.GCPhasePause的例子：
jfr print --events jdk.GCPhasePause flight_recording_1401comflydeanTestMemoryLeak89268.jfr
输出结果：
jdk.GCPhasePause {
startTime = 19:51:49.798
duration = 41.1 ms
gcId = 2
name = "GC Pause"
}
通过GCPhasePause事件，我们可以统计总的GC pause时间和平均每一次GC pause的时间。
一般来说GC是在后台执行的，所以GC本身的执行时间我们并不需要关注，因为这并不会影响到程序的性能。我们需要关注的是应用程序因为GC暂停的时间。
考虑下面两种情况，第一种单独的GC导致GC pause时间过长。第二种是总的GC pause时间过长。
如果是第一种情况，那么可能需要考虑换一个GC类型，因为不同的GC类型在pause时间和吞吐量的平衡直接会有不同的处理。同时我们需要减少finalizers的使用。
如果是第二种情况，我们可以从下面几个方面来解决。
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增加heap空间大小。heap空间越大，GC的间隔时间就越长。总的GC pause时间就会越短。
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尽量减少tmp对象的分配。我们知道为了提升多线程的性能，JVM会使用TLAB技术。一般来说小对象会分配在TLAB中，但如果是大对象，则会直接分配在heap空间中。但是大部分对象都是在TLAB中分配的。所以我们可以同时关注TLAB和TLAB之外的两个事件：jdk.ObjectAllocationInNewTLAB和dk.ObjectAllocationOutsideTLAB。
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减少分配频率。我们可以通过jdk.ThreadAllocationStatistics来分析。
同步性能
在多线程环境中，因为多线程会竞争共享资源，所以对资源的同步，或者锁的使用都会影响程序的性能。
我们可以监控jdk.JavaMonitorWait事件。
jfr print --events jdk.JavaMonitorWait flight_recording_1401comflydeanTestMemoryLeak89268.jfr
我们看一个结果：
jdk.JavaMonitorWait {
startTime = 19:51:25.395
duration = 2 m 0 s
monitorClass = java.util.TaskQueue (classLoader = bootstrap)
notifier = N/A
timeout = 2 m 0 s
timedOut = true
address = 0x7FFBB7007F08
eventThread = "JFR Recording Scheduler" (javaThreadId = 17)
stackTrace = [
java.lang.Object.wait(long)
java.util.TimerThread.mainLoop() line: 553
java.util.TimerThread.run() line: 506
]
}
通过分析JavaMonitorWait事件，我们可以找到竞争最激烈的锁，从而进行更深层次的分析。
IO性能
如果应用程序有很多IO操作，那么IO操作也是会影响性能的关键一环。
我们可以监控两种IO类型：socket IO和File IO。
相对应的事件有：dk.SocketWrite，jdk.SocketRead，jdk.FileWrite，jdk.FileRead。
代码执行的性能
代码是通过CPU来运行的，如果CPU使用过高，也可能会影响到程序的性能。
我们可以通过监听jdk.CPULoad事件来对CPULoad进行分析。
jfr print --events jdk.CPULoad flight_recording_1401comflydeanTestMemoryLeak89268.jfr
看下运行结果：
jdk.CPULoad {
startTime = 19:53:25.519
jvmUser = 0.63%
jvmSystem = 0.37%
machineTotal = 20.54%
}
如果jvm使用的cpu比较少，但是整个machine的CPU使用率比较高，这说明了有其他的程序在占用CPU。
如果JVM自己的CPU使用就很高的话，那么就需要找到这个占用CPU的线程进行进一步分析。
其他有用的event
除了上面提到的event之外，还有一些其他有用的我们可以关注的event。
比如线程相关的：jdk.ThreadStart，jdk.ThreadEnd，jdk.ThreadSleep，jdk.ThreadPark。
如果你使用JMC，那么可以很直观的查看JFR的各种事件。
所以推荐大家使用JMC。
本文作者：flydean程序那些事
本文链接：http://www.flydean.com/jvm-diagnostic-perform-issue/
本文来源：flydean的博客
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