JDK中还藏着一个宝贝 它的名字叫做VisualVM

JDK中还藏着一个宝贝 它的名字叫做VisualVM
2010年06月20日
　　令人意想不到的宝贝，其实往往已经早就在你眼前，只不过你没发现它。VisualVM就是这样的。每当我们升级JDK、打开IDE时，其实我们就用上了它所带来的新特性。至少，我自己是这样认为的。 
　　我第一次获知VisualVM是在去年二月份Geertjan Wielenga所写的一篇文章里，那时它的第三版都已经发布了。可以说VisualVM是Java开发者最为重要的工具，但同时这也是最不为人知的秘密。在Java的运行效率仍然是个问题的情况下，正是它有效的解决了这个问题。（有关VisualVM的简介，可参考51CTO之前发布的Sun VisualVM项目 开源Java问题解决方案一文） 
　　VisualVM简介
　　简单说来，VisualVM是一种集成了多个JDK命令行工具的可视化工具，它能为您提供强大的分析能力。所有这些都是免费的！它囊括的命令行工具包括jstat, JConsole, jstack, jmap 和 jinfo，这些工具与JDK的标准版本是一致的。 
　　你可以使用VisualVM生成和分析海量数据、跟踪内存泄漏、监控垃圾回收器、执行内存和CPU分析，同时它还支持在MBeans上进行浏览和操作。尽管VisualVM自身要在JDK6这个版本上运行，但是JDK1.4以上版本的程序它都能监控。 
　　对于我来说，这些功能都是至关重要的。以前我一直在使用如YourKit这样的一些付费软件来检测我的应用软件，但现在我可以用VisualVM这样一个开源工具来实现同样的功能。更何况，有谁比能Sun公司更了解JVM呢？
　　如何获取VisualVM
　　VisualVM的一个最大好处就是，它已经在你的JDK bin目录里了，只要你使用的是JDK1.6 Update7之后的版本。点击一下jvisualvm.exe图标它就可以运行了。 
　　你所需要做的只是点一下jvisualvm.exe，就能启动它。运行中的所有Java应用程序将显示在右边的导航栏。你会发现根本不需要在VisualVM 里亲自为你的应用程序注册，因为它们全都会自动显示出来。你甚至还可以在导航栏里查看到远程的应用程序。
　　显示为"未知进程"(pid为5392)的程序是Eclipse 
　　使用VisualVM
　　VisualVM有很多令人眼前一亮的功能，它能使你：
　　◆监控应用程序的性能和内存占用情况
　　◆监控应用程序的线程
　　◆分析（Profile）应用程序性能和内存分配情况
　　◆进行线程转储(Thread Dump)或堆转储(Heap Dump)
　　◆分析核心转储(Core Dump)
　　◆保存快照以便脱机分析应用程序。 
　　用VisualVM评估IDE
　　我很想用VisualVM 做点什么，于是我决定，用它来对目前最先进的三个IDE进行评测。为此我特意新安装了 NetBeans 6.5.1 (JavaSE only version) ， Eclipse (for Java Developers) 和 IntelliJ IDEA (8.1.2).
　　测试如下：
　　◆在VisualVM 中运行内存分析器（Memory Profiler）
　　◆在IDE中创建一个新的项目
　　◆创建一个简单的类，这个类只有一个可以打印"Hello World"的main方法
　　◆保存内存分析结果
　　◆生成这个应用程序的堆转储(Heap Dump)
　　◆从VisualVM 的监视视图(Monitor View)里获取信息
　　◆重新启动IDE，使用CPU分析器(CPU Profiler)，在IDE中执行相同的步骤
　　◆保存CPU分析器(CPU Profiler)的结果
　　我意识到，CPU和内存评测其实是可以同时进行的，但为了便于下文的解释，我特意将它们分别进行。
　　我用IntelliJ做测试时，发现只有用我自己的JDK才能启动它，而不能用它自带的。虽然我太不熟悉这个IDE，但我发现当我用JSDK创建新工程时，它必须解析JDK中的文件。
　　此外，请注意，这些IDE都是我刚刚才下载的默认版本，没有针对Java开发作什么优化处理。
　　堆转储
　　我发现要对软件进行全面对比时，最好的手段是进行堆转储(Heap Dump)。这在程序运行时，使用VisualVM可以让这项工作变得十分太简单，你随时都可以右键单击那个程序，然后选择 Heap Dump 就可以了。 
　　在个领域我评测的两个指标是：字节总数和类（class）的总数
　　NetBeans堆转储
　　Eclipse堆转储
　　IntelliJ IDEA 堆转储
　　NetBeans:
　　◆总的字节数：31,576,772
　　◆总的类数：10,583
　　IntelliJ :
　　◆总的字节数：76,582,715
　　◆总的类数：14,368
　　Eclipse:
　　◆总的字节数：62,112,960
　　◆总的类数：11,428
　　很明显，NetBeans只用到了Eclipse的一半都不到，IntelliJ则用去了多得多。
　　而在监视视图（Monitor View）里看着这些程序运行特别有意思，在这里我只关注了线程中的本地类，Eclipse差不多达到了25K,IntelliJ大概27K，NetBeans则在20K以下。 
　　NetBeans 监控视图 
　　Eclipse监控视图 
　　IntelliJ IDEA 监控视图
　　内存和CPU评测(Profile)结果
　　我注意到，当我开始评测(profiling)时，类和方法中的指令执行总是要让我等上好一段时间。尤其是在IDE里，这段时间不算短，不过还算可以接受吧。
　　内存和CPU评测对这些IDE的意义不是很大。但进行这个分析所带来的一个方便之处就是：你很容易就可以找到程序哪个地方发生了内存泄漏。以下是对这几个IDE的评测结果。
　　在这些IDE的评测结果中，我们可以看到一些很有趣的几点。例如，NetBeans中用到了大量了byte[] ，而在Eclipse和IntelliJ中就明显少得多了。另外我们还可以看到char[]在所有IDE里均被大量使用了。
　　◆NetBeans：内存的19.6%
　　◆Eclipse：内存的31.6%
　　◆IntelliJ：内存的32.7%
　　NetBeans 内存分析视图
　　Eclipse内存分析视图    IntelliJ IDEA内存分析视图
　　通过CPU评测我们能看出程序的哪个地方耗时最多。在这方面，各个IDE分别把时间用在了不同的方法（method）上，这一点有很大的不同：
　　◆NetBeans大部分时间花费在org.openide.util.RequestProcessor $ Processor.run()- 58.1 ％
　　◆Eclipse的时间花在java.lang.reflect.Method.invoke()- 约占45.5 ％
　　◆IntelliJ在java.net.SocketInputStream.read()上耗费掉了38.7 ％的时间
　　NetBeans CPU 分析视图
　　EclipseCPU 分析视图
　　IntelliJ IDEA CPU 分析视图
　　虽然这么一个横向对比不一定能够说明什么问题。但能够看到这些IDE在幕后不同的工作方式，也是一件很有趣的事情。 
　　至此，我不得不认为VisualVM 让这项评测变得相当的简单。我只需要在这些IDE启动之前运行VisualVM，它就能自动发现并挂载随后启动的每个IDE实例，然后就可以在VisualVM里作评测了。
　　IDE集成
　　Java开发人员大多都是被IDE惯坏了的，一旦没有顺手的IDE可用就会无所适从。不过不用担心，当前流行的这些IDE都已经有了VisualVM插件，这样你就可以在你最喜欢的IDE里工作了，不用再跟命令行打交道了。
　　VisualVM在NetBeans里的集成很有意思，它其实已经是NetBeans默认的分析器了。在NetBeans中，它作为一个RCP程序，可以与其它的NetBeans模块一起进行更好地扩展。
　　Eclipse和 IntelliJ IDEA的集成包可以通过点击这里获取。MyEclipse 7.5也已经集成了VisualVM的插件。作为一个Eclipse开发者，我很感兴趣这是究竟怎么办到的，因为这个工具毕竟是在NetBeans平台基础之上构建的。
　　与Eclipse的集成
　　首先，你得下载VisualVM Launcher插件，将它解压到你的Eclipse主目录里。这样当你打开Run Configurations对话框时，就会看到程序启动器选项。默认的启动器是可以在偏好（Preferences）设置里修改的。 
　　在我的设置里，我选择当使用启动器时让VisualVM Launcher运行，其它时候就使用Eclipse默认的程序Launcher。你可以针对你的应用、小程序或者是Eclipse项目修改这些设置。
　　然后你还得指定你所要采用的VisualVM 可执行文件和JDK的路径。  
　　这样与Eclipse的集成就算完成了，它会自动启动一个VisualVM ，你就可以用了。以后可能会有更深度的集成 ，那样的话说不定我就直接可以在IDE里启用它去分析程序了。
　　扩展VisualVM 
　　如果上面列举的这些功能还不能满足你的需要，那么你还可以编写自己的VisualVM插件。VisualVM提供了许多的API调用入口，如下图所示：
　　主要的一些调用入口有：
　　◆标签扩展（Tab extension）。默认情况下，VisualVM提供了像"Overview"，Monitor，Threads这样的一些标签。你可以自己定制一些类似的标签。此外，这些标签自身也可以扩展，你可以为它们设置二级标签，还可以设置这些标签是对所有VisualVM数据源都可见，还是只针对一些特定的数据源类型。
　　◆二级标签扩展（Subtab extension）。在上面所说的这些标签里，你可以插入新的标签，当然，这是在标签被设置为可扩展的前提下。可扩展的标签有："Overview"、"Monitor"、"Threads"、"Heap Dump"和"Host"。当你插入一个新的子标签时，你可以指定它与其它子标签的相对位置关系。子标签也可以设置是对所有VisualVM数据源都可见，还是只针对一些特定的数据源类型。
　　◆菜单扩展（Menu extension）。一个数据源以及它的子节点，都可以为它们的上下文菜单添加一个或若干个菜单。
　　◆应用类型扩展（Application type extension）。在默认情况下，除非提供了一个特定的插件，否则在VisualVM里可见的这些应用都是一样的，它们有着同样的图标和标签。在定义了一种应用类型之后，你可以为这种特定的应用再安装一个插件，这样做可以为不同的应用具有不同的图标（比较简单），也可以提供像绘图这样的额外功能。
　　◆数据源的扩展（Data source extension）。 "应用程序"的数据源只是VisualVM可以监管的一种数据源类型。另一种数据源类型是"主机"数据源，它可让你监控和管理本地的和远程的主机。如果VisualVM的默认配置不能满足你的需求，你可以创建新的数据源类型让它监管。
　　在VisualVM的官方网站上，有一个关于编写VisualVM插件的详细说明，这份说明浅显易懂，如果你以前有过在NetBeans或者Eclipse上有过开发插件的经历，那就更容易上手了。不仅如此，VisualVM的插件中心里已经有不少现成的插件可用，只需进入"工具"/"插件"就可以看到了。
　　VisualVM 简单易用（相信你已经会用它了），还具备可供扩展的平台，这些都必将使它成为开发者不可或缺的工具。让我印象非常深刻的是，它能够自动挂载运行中的程序，而不用开发者去做注册工作。在理论上，我们甚至还可以在完善和再次启动Java应用程序的时，让它一直在后台运行，这实在是太妙了。 
　　JDK中还藏着一个宝贝，它的名字叫做VisualVM。赶快去下载运行，让它帮你找出程序中的所有不足吧。
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