监控jvm工具：visualVM

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为什么要监控jvm

众所周知，jvm（java virtual mechine）是java的精髓。

秉持着“一次编码，到处运行”的设计理念，可以说jvm让java在90年代火到了21世纪至今

由c++开发的jvm，它巧妙地设计了java的设计理念——即万物皆对象。并设计了这些对象应该如何存储，如何调用，并通过不断迭代设计让对象的存储和回收，执行更加合理，下图是jvm的发展历程。

时至今日，jvm这种“虚拟机”设计来运行的语言和生态仍然丰富。比如Kotlin，Groovy，JRuby（也就是说java可能会老，但jvm不会）。

也许开发者未必精通jvm，但对jvm的深入了解可以对开发，排错，调优有非常大的帮助。这里给出最基本的 jvm 入门知识，也是你监控 jvm并期待通过分析jvm来排错调优所必要的基础知识：

堆（Heap）：
- 堆是用于存储对象实例的内存区域。在堆中分配的对象包括通过 new 关键字创建的对象以及数组。
- 所有线程共享堆，但每个对象都有一个标识它的引用。
栈（Stack）：
- 栈用于存储方法的局部变量、操作数栈、方法返回地址等。每个线程都有自己的栈。
- 每个方法在执行时都会创建一个栈帧，栈帧包含了该方法的局部变量表、操作数栈、动态链接、方法返回地址等信息。
程序计数器（Program Counter）：
- 程序计数器是每个线程私有的，用于存储当前线程执行的字节码指令的地址或索引。
- 在多线程环境下，程序计数器用于记录每个线程执行的位置，确保线程切换后能够恢复到正确的执行位置。
本地方法栈（Native Method Stack）：
- 本地方法栈类似于栈，但用于执行本地方法（非 Java 语言编写的方法）。
- 本地方法栈的实现和栈类似，但用于执行本地代码。
元空间（Metaspace）：
- 元空间是 JDK 8+ 版本中引入的（替代原来的方法区），使用本机内存存储类的元信息，包括类的结构信息、静态变量、方法信息等。

堆内提供垃圾回收，通过监视和清理不再使用的对象，释放内存空间，避免内存泄漏和提高程序性能

VisualVM分析

事实上，由于jvm的不断发展，官方（无论是jdk还是jvm）提供了很多命令和接口编程去帮助开发者监控jvm。

而其中本文详细介绍的VisualVM则是一款官方的，简单可视化的jvm监控工具。

下载安装

官网：https://visualvm.github.io/download.html

Q：如何汉化？
A：请从%JAVA_HOME%/bin下的jvisualvm.exe点击运行

快速上手

首先启动一个java程序（本地）

你可以查看本地和远程 Java 应用程序的列表

点击该连接，可以看到该java程序的概述页，包括该进程的PID，主机ip，运行主类，jvm参数，jvm版本，JAVA_HOME等

点击《监视》页面，可以查看该进程的类，cpu，线程活动，堆占用情况。

在这里可以手动《执行垃圾回收》，jvm会对堆进行垃圾回收，它监视和清理不再使用的对象，释放内存空间，避免内存泄漏，以此提高程序性能。

可以看到这个进程设置堆内存为238,026,784B(200多M)，最大堆设置为7xxx，堆内存已使用92,573,992B(92M)。
加载的类有15000多个，线程77个。其中活动线程为42个
tips：这里包括了springboot包和项目内部的线程和类。

堆分析

通过点击《堆dump》，可以生成堆的分析文件.hprof，

和很多软件和系统（如windows的bat，ps的psd，Android的apk）都会定制他们的格式一样，你不必管它如何打开，只需导入VisualVM即可查看文件内容

线程分析

通过点击《线程》，可以实时监控该进程的线程，如他们的状态，运行时间。

如线程之间发生了死锁，它会对你提醒。这里模拟一个死锁程序，如下所示Thread1和Thread0会发生死锁现象（可直接copy运行）

package com.xsrmall.portal;

public class DeadlockDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建两个资源对象
        Resource resource1 = new Resource("Resource 1");
        Resource resource2 = new Resource("Resource 2");

        // 创建并启动两个线程
        Thread thread1 = new Thread(() -> {
            try {
                resource1.method1(resource2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        Thread thread2 = new Thread(() -> {
            try {
                resource2.method2(resource1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });

        thread1.start();
        thread2.start();
    }

    // 资源类
    static class Resource {
        private String name;

        public Resource(String name) {
            this.name = name;
        }

        // 获取资源1的锁，然后尝试获取资源2的锁
        public synchronized void method1(Resource otherResource) throws InterruptedException {
            System.out.println(name + " is holding " + name);
            Thread.sleep(100); // 模拟执行业务逻辑
            System.out.println(name + " is waiting for " + otherResource.name);
            otherResource.method2(this);
            System.out.println(name + " released " + otherResource.name);
        }

        // 获取资源2的锁，然后尝试获取资源1的锁
        public synchronized void method2(Resource otherResource) throws InterruptedException {
            System.out.println(name + " is holding " + name);
            Thread.sleep(100); // 模拟执行业务逻辑
            System.out.println(name + " is waiting for " + otherResource.name);
            otherResource.method1(this);
            System.out.println(name + " released " + otherResource.name);
        }
    }
}