Java Flight Recorder小试牛刀

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codecraft
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    序

    本文主要研究一下Java Flight Recorder的使用。

    命令

    主要有5个命令，configure、check、start、dump、stop。执行顺序的话，先start再dump，最后stop。

    JFR.configure

    参数 描述 值类型 默认值
    globalbuffercount 指定global buffers的数量. 修改 memorysize参数会影响该值. Long 默认值依赖 memorysize 参数.
    globalbuffersize 指定global buffers大小, 单位bytes. 修改 memorysize 参数会影响到global buffers. Long 默认值依赖 memorysize 参数.
    maxchunksize 指定单个data chunk的最大值, 单位bytes Long 12582912
    memorysize 指定总内存大小, 单位bytes Long 10485760
    repositorypath 指定recordings在写入到持久化文件之前的存储路径 String 默认为系统临时目录，Oracle Solaris以及Linux是/tmp.windows系统的话，取TMP环境变量值
    stackdepth 指定stack traces的Stack depth Long 64
    thread_buffer_size 指定每个thread的Local buffer size, 单位bytes. 不建议修改此参数，可能会降低性能 Long 8192
    threadbufferstodisk 是否允许thread buffers在buffer thread阻塞的时候直接写到磁盘 Boolean false
    samplethreads 是否开启thread sampling Boolean true
    命令实例
    jcmd 5793 JFR.configure
5793:
Current configuration:

Repository path: /private/var/folders/9r/v55wkcr91m5_g8h7lhgjzgr00000gn/T/2018_09_27_16_30_53_5793

Stack depth: 64
Global buffer count: 20
Global buffer size: 512.0 kB
Thread buffer size: 8.0 kB
Memory size: 10.0 MB
Max chunk size: 12.0 MB
Sample threads: true

    JFR.start

    参数 描述 值类型 默认值
    delay 指定延时多长时间才开始记录 Integer类型加s表示秒, m表示分钟, 或者h表示小时 0s
    disk 记录的时候是否写数据到磁盘 Boolean true
    dumponexit 是否在JVM关闭时写记录到磁盘. 如果为true但没有指定filename, 则文件名为系统生成，包含process ID, recording ID,以及 current time stamp (例如,hotspot-pid-47496-id-1-2018_01_25_19_10_41.jfr)，文件路径为进程启动路径 . Boolean false
    duration 指定记录时长 Integer类型加s表示秒, m表示分钟, 或者h表示小时 0s (forever)
    filename 指定停止时记录数据的文件路径，如果未指定，则使用进程使用目录，例如recording.jfr`/home/user/recordings/recording.jfr`c:\recordings\recording.jfr String No default value
    maxage 指定记录数据在磁盘的最大存活时间，当disk参数为true时才有效 Integer类型加s表示秒, m表示分钟, 或者h表示小时 0s (forever)
    maxsize 指定记录数据在磁盘的最大大小，默认单位bytes，指定m或M表示兆，g或G表示G，只有当disk参数为true时才有效，该值不能比maxchunksize参数值小. Long 0 (no maximum size)
    name 指定记录文件名，如未指定则默认生成. String 默认为系统生成.
    path-to-gc-roots JDK 10引入的，指定在记录结束前要收集的GC Roots的路径.该参数有助于排查内存泄露，但是收集比较耗时，当且仅当怀疑有内存泄露时才启用。如果settings参数设置为profile, 则收集的信息包括潜在内存泄露对象的stack trace. Boolean false
    settings 指定记录的配置文件，如果不是JRE_HOME/lib/jfr目录下的要指定全路径，要指定多个的话，用逗号分隔。默认路径有default.jfc: 该配置开销低，可以用于持续运行.profile.jfc: 则提供比default更多的数据，但是开销大一些，对性能有所影响，适合短时间收集信息用 String JRE_HOME/lib/jfr/default.jfc
    命令实例
    jcmd 5793 JFR.start name=demojfr dumponexit=true
5793:
Started recording 1. No limit specified, using maxsize=250MB as default.

Use jcmd 5793 JFR.dump name=demojfr filename=FILEPATH to copy recording data to file.

    JFR.check

    参数 描述 值类型 默认值
    name 指定文件名 String No default value
    verbose 是否打印event settings Boolean false
    命令实例
    jcmd 5793 JFR.check
5793:
Recording 1: name=demojfr maxsize=250.0MB (running)

    JFR.dump

    参数 描述 值类型 默认值
    filename(required) 指定dump写入的路径，如果未指定，则使用进程启动的目录，例如:recording.jfr`/home/user/recordings/recording.jfr`c:\recordings\recording.jfr String No default value
    name(required) 指定要dump的记录 String No default value
    path-to-gc-roots JDK 10引入的，指定在记录结束前要收集的GC Roots的路径.该参数有助于排查内存泄露，但是收集比较耗时，当且仅当怀疑有内存泄露时才启用. Boolean false
    命令实例
    jcmd 5793 JFR.dump name=demojfr filename=/tmp/demo.jfr
5793:
Dumped recording "demojfr", 480.8 kB written to:

/tmp/demo.jfr

    JFR.stop

    参数 描述 值类型 默认值
    filename 指定停止时数据写入的路径.如果没有指定则默认为进程启动的目录，例如recording.jfr`/home/user/recordings/recording.jfr`c:\recordings\recording.jfr String No default value
    name 指定要stop的记录的名称 String No default value
    命令实例
    jcmd 5793 JFR.stop name=demojfr
5793:
Stopped recording "demojfr".

    JMC

    JMC打开jfr文件实例截图如下：
    图片描述

    读取JFR文件

        @Test
    public void testReadJfr() throws IOException {
        Path p = Paths.get(getClass().getClassLoader().getResource("demo.jfr").getPath());
        List<RecordedEvent> events = RecordingFile.readAllEvents(p);
        events.stream()
                .forEach(e -> LOGGER.info("eventType:{},startTime:{},endTime:{},fields:{}",e.getEventType().getName(),e.getStartTime(),e.getEndTime(),e.getFields()));
        List<String> eventNames = events.stream()
                .map(e -> e.getEventType().getName())
                .distinct()
                .collect(Collectors.toList());
        System.out.println(eventNames.toString());
    }
    • 直接使用jdk的api即可以解析jfr文件，读出RecordedEvent
    • eventType类型输出如下：
    [jdk.ExceptionStatistics, jdk.NativeMethodSample, jdk.ThreadSleep, jdk.JavaMonitorWait, jdk.CPULoad, jdk.JavaThreadStatistics, jdk.ClassLoadingStatistics, jdk.CompilerStatistics, jdk.ClassLoaderStatistics, jdk.ModuleExport, jdk.CodeCacheStatistics, jdk.CodeSweeperStatistics, jdk.GCConfiguration, jdk.ActiveSetting, jdk.ActiveRecording, jdk.InitialSystemProperty, jdk.InitialEnvironmentVariable, jdk.CPUInformation, jdk.CPUTimeStampCounter, jdk.ThreadAllocationStatistics, jdk.PhysicalMemory, jdk.NativeLibrary, jdk.CompilerConfiguration, jdk.CodeCacheConfiguration, jdk.CodeSweeperConfiguration, jdk.IntFlag, jdk.UnsignedIntFlag, jdk.LongFlag, jdk.UnsignedLongFlag, jdk.DoubleFlag, jdk.BooleanFlag, jdk.StringFlag, jdk.ThreadEnd, jdk.ThreadCPULoad, jdk.NetworkUtilization, jdk.ThreadStart, jdk.ThreadContextSwitchRate, jdk.GCSurvivorConfiguration, jdk.GCTLABConfiguration, jdk.GCHeapConfiguration, jdk.YoungGenerationConfiguration, jdk.SystemProcess, jdk.ThreadDump, jdk.JVMInformation, jdk.OSInformation, jdk.ModuleRequire]
    除了系统定义的eventType，还可以自定义event

    自定义event

    • DemoEvent
    @Label("Demo Event")
@Description("Helps the programmer getting started")
public class DemoEvent extends Event {
    @Label("Message")
    private String message;

    public String getMessage() {
        return message;
    }

    public void setMessage(String message) {
        this.message = message;
    }
}
    • 发布事件
            DemoEvent event = new DemoEvent();
        event.setMessage("hello, world!");
        event.commit();
    之后使用api解析jfr文件，可以看到自定义的event，其name为com.example.jfr.DemoEvent
    可以使用如下参数启动-XX:StartFlightRecording=duration=120s,filename=/tmp/event.jfr,settings=default,name=DemoEventRecording

    相关模块

    JDK11关于jfr的模块有两个，分别是jdk.jfr.jmod以及jdk.management.jfr.jmod，其具体内容如下：

    ➜  jmods ../bin/jmod describe jdk.jfr.jmod
jdk.jfr@11
exports jdk.jfr
exports jdk.jfr.consumer
requires java.base mandated
qualified exports jdk.jfr.internal.management to jdk.management.jfr
contains jdk.jfr.events
contains jdk.jfr.internal
contains jdk.jfr.internal.cmd
contains jdk.jfr.internal.consumer
contains jdk.jfr.internal.dcmd
contains jdk.jfr.internal.handlers
contains jdk.jfr.internal.instrument
contains jdk.jfr.internal.jfc
contains jdk.jfr.internal.settings
contains jdk.jfr.internal.test
contains jdk.jfr.internal.types
platform macos-amd64

➜  jmods ../bin/jmod describe jdk.management.jfr.jmod
jdk.management.jfr@11
exports jdk.management.jfr
requires java.base mandated
requires java.management transitive
requires jdk.jfr
requires jdk.management
provides sun.management.spi.PlatformMBeanProvider with jdk.management.jfr.internal.FlightRecorderMXBeanProvider
contains jdk.management.jfr.internal
platform macos-amd64

    小结

    • Java Flight Recorder是一款优秀的java应用诊断工具，以前是商业版的特性，现在在java11当中开源出来，它导出的jfr文件可以用Java Mission Control来分析。
    • JDK11内置了相关API，可以用来解析jfr文件，也可以在应用程序自定义事件发布出来
    • JFR可以采用JVM命令启动，也可以使用jcmd的JFR.开头的命令在运行时操作，非常方便

    doc

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