JROCKIT 5.0——轻松玩转JVM(图)

BEA JRockit Java虚拟机（JVM）所带来的不仅仅是性能的提升。本文探讨了JRockit 5.0 R26版本可用的一些管理和使用方面的特性。概述了JRockit Mission Control分析工具套件、JRockit Management Console的试验性headless模式以及使用Ctrl-Break Handler、JRCMD、堆视图和code coverage与JVM进行交互。 简介 　　JRockit JVM不只是快，它还和JRockit Mission Control一起，组成一套执行运行时分析和内存泄漏检测的分析工具，JRockit Management Console包含在JRockit JDK中。本文将探讨JRockit Management Console的一种试验性的headless模式，它可以用于与来自命令行的基于JRockitJMX的管理代理进行交互。Ctrl-Break Handler提供了一种向JRockit发送各种高级命令的方法，甚至是在它启动后。这些命令甚至可以远程调用，我在后文中会提及。最后，我探讨了试验性的code coverage，JRockit开箱即用地提供了该特性。 　　关于BEA JRockit的更多信息，参见dev2dev网站的JRockit Product Center。 　　首先我将快速概述一下JRockit JVM可用的已确定的管理工具，然后我会转向缺少文档的试验性管理特性。 JRockit Mission Control 　　JRockit R26.0.0版本引入了JRockit Mission Control工具套件，它包含的工具可以进行监控、管理、分析和消除Java应用程序内存泄漏，而不会引起通常与此类工具相关联的性能开销。 Mission Control的低性能开销是因为使用了作为JRockit常规适应性动态调优的一部分而收集的数据，这还可以消除工具使用字节码装置修改系统执行特性时发生Heisenberg异常的问题。JRockit Mission Control功能可以根据需要随时可用，低性能开销也只在运行工具时有效。这些特征使得JRockit Mission Control成为专门用于生产中系统的工具。 JRockit Mission Control中包含以下工具： * JRockit Management Console JRockit Management Console用于监控和管理多个JRockit实例。它捕获并显示关于垃圾收集器（GC）暂停、内存和CPU使用的实时数据，以及部署在JVM内部 MBean服务器上的所有JMX MBean的信息。JVM管理包括对CPU相似性、垃圾收集策略和内存池大小的动态控制。 * JRockit Runtime Analyzer JRockit Runtime Analyzer（JRA）是一个随需应变的“动态记录器”，它生成关于JVM和正在运行的应用程序的详细记录。然后可以使用JRA应用程序对记录下来的配置文件进行离线分析。所记录的数据包括对方法和锁定的分析，还有垃圾收集统计信息，优化决策以及对象统计信息。 * JRockit Memory Leak Detector JRockit Memory Leak Detector工具用来发现和查找内存泄漏原因。Memory Leak Detector的趋势分析器可以发现非常缓慢的泄漏，显示详细的堆统计信息（包括指向泄漏对象和分配位置的引用类型和实例），并快速找出泄漏原因。 Memory Leak Detector使用先进的图形化表现技术，以便更容易定位和理解有时比较复杂的信息。 　　关于JRockit Mission Control的更多信息，可以阅读文章An Introduction to JRockit Mission Control，或者访问dev2dev网站的JRockit Mission Control。 　　JRockit Management Console的Headless模式（试验性） 　　JRockit Management Console是监控JRockit运行的工具。它包括两部分：一个运行在JVM进程中的JMX代理，一个使用图形化用户界面的独立客户端（关于它以及其它方面的更详细的信息，请参见An Introduction to JRockit Mission Control）。其中，用户界面可以绘出部署在所连接的Java虚拟机中的任何MBean的数值属性的图形。图形密集的应用程序对资源的消耗可能会相当厉害，JRockit Management Console也不例外。可以引入text-only（纯文本）模式，以便使用Management Console的通知功能和数据收集工具而不会导致整个GUI的开销。 　　headless控制台引入了大量新的命令行参数。这同样适用于控制台的GUI版本。参数包括： 参数 描述 -headless 以headless模式启动控制台（不会加载与GUI相关的类）。 -settings 使用指定配置文舳Ｈ绻訥UI模式启动，并且该文件不存在，那么它将在关闭Management Console时创建。 -connectall 连接配置文件中所有可用连接（即原先使用GUI添加的）。 -connect <...> 使用GUI连接配置文件中可用的指定连接。 -autoconnect 自动连接到运行在启用JRockit发现协议（JRockit Discovery Protocol，JDP）的管理服务器上的任何JRockit。 -uptime 将控制台运行一段指定的时间，然后自动关闭它。 -useraction 经过指定的时延后运行指定的用户动作。如果不指定period，动作将只执行一次；如果指定，动作将每过 秒就执行一次。 -version 打印Management Console的版本信息，并退出。 -locale 使用特定的地区启动控制台，比如，-locale ja JP将以日语启动控制台（JRockit R27可用）。 　　这里给出一个以headless模式启动Management Console的例子，读取指定配置文件，尝试连接所有已指定的JRockit，使用JRockit发现协议（JDP，下文讨论）积极查找新的 JRockit。30秒后将以每分钟一次的间隔向所有连接的JRockit发送Ctrl-Break命令。一小时之后自动关闭。以前加入指定连接的所有通知规则（不管是通过使用GUI还是通过直接编辑配置文件添加的）将生效。 java -jar ManagementConsole.jar -headless -settings C:/Headless/consolesettings.xml -connectall -autoconnect -uptime 3600 -useraction ctrlbreak 30 60 　　用户动作是可以与JRockit Management Console上的一组连接进行交互的插件类，同样使用控制台配置文件来存储配置数据。用户动作显示在JRockit控制台图形用户界面的Plugins 菜单下，headless模式中也可用。随控制台提供了两个默认用户动作：jrarecording用户动作，对连接的JRockit启动JRA记录；ctrlbreak用户动作，向连接的JRockit发送Ctrl-Break命令（参见本文中关于Ctrl-Break Handler和JRockit运行时分析器的小节）。要指定特定用户动作的参数，可以使用GUI进行配置，也可以编辑Management Console配置文件，后者可以在 /ManagementConsole/ManagementConsole /consolesettings. .xml文件中找到。 　　编写自己的用户动作很容易。首先创建一个AbstractUserAction的子类。该示例演示了如何创建一个从所有连接的JRockit获取线程堆栈转储的用户动作。 package com.example.useractions; import java.io.IOException; import java.util.List; import com.jrockit.console.rjmx.CommonRJMXNames; import com.jrockit.console.rjmx.RJMXConnectorModel; import com.jrockit.console.useractions.AbstractUserAction; /** * This is a simple user action, getting stackdumps from * the selected JRockits and printing them on stdout. * * @author Marcus Hirt */ public class MyUserAction extends AbstractUserAction { public void executeAction(List connections) { for (RJMXConnectorModel connection : connections) { if (connection.isConnected()) { try { System.out.println(CommonRJMXNames.getThreadMXBean(connection).getThreadStackDump()); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } } 　　接下来，需要在consolesettings.xml文件中配置部属描述符，以便用户动作对于控制台可用。可以在配置文件中发现 user_actions元素，它已经填充了一些user_action元素。示例动作的部署描述符应当以相同的样式输入。描述符看起来会是这样： com.example.useractions.MyUserAction stackdump Stack Dump on stdout Gets a stack dump from the selected JRockit(s), and dumps it on stdout. 　　这也使得用户动作在Plugins菜单下的用户界面中可见。 　　当控制台启动或退出时，如果有设置/状态需要从配置文件加载/保存，只需重写exportToXml()/importFromXml()方法，如示例中所示： /** * @see com.jrockit.console.util.XmlEnabled * #exportToXml(org.w3c.dom.Element) */ public void exportToXml(Element parentNode) { super.exportToXml(parentNode); XmlToolkit.setSetting(parentNode, MY_PROPERTY, m_myVal); } /** * @see com.jrockit.console.util.XmlEnabled * #initializeFromXml(org.w3c.dom.Element) */ public void initializeFromXml(Element parentNode) { super.initializeFromXml(parentNode); m_myVal = XmlToolkit.getSetting(parentNode, MY_PROPERTY, DEFAULT_MY_VALUE)); } 　　注意，用户动作的名称是使用launcher启动参数时将引用的用户动作名称，菜单名是会在GUI菜单中显示的名称。更多的信息请参见user action docs和JLMEXT docs。注意，这只是一个试验性的功能，提供的文档还相当简单，编写定制的通知动作和约束的方式与此类似。更多信息请参见Management Console User Guide。 JRockit发现协议（JDP） 　　JDP（JRockit发现协议）是个简单且有效的协议，用于允许JRockit管理服务器向Management Console组播它的存在。下面的两个表分别列出了在服务器端和客户端控制JDP行为的系统属性。 管理服务器的JDP属性 系统属性 描述 默认值 jrockit.managementserver.autodiscovery 启用JRockit发现协议 False jrockit.managementserver.discovery.period 在两个ping之间需要等待多久（以毫秒为单位） 5000 jrockit.managementserver.discovery.ttl 活跃的跃点数 1 jrockit.managementserver.discovery.address 所使用的组播地址 232.192.1.212 jrockit.managementserver.discovery.port 所使用的组播端口 7095 Management Console的JDP属性 系统属性 描述 默认值 com.jrockit.console.preferences.jdp.port 用于JRockit发现协议的端口 7095 com.jrockit.console.preferences.jdp.address 所使用的组播地址 232.192.1.212 　　这里给出了在服务器端启用JDP的情况下，启动JRockit需要最少参数的示例。 java -Xmanagement -Djrockit.managementserver.autodiscovery=true 　　Ctrl-Break Handler 　　您是否曾经希望在JVM启动后可以使用一种轻松的方式与其交互？假如说您忘记添加-Xmanagement选项来启动管理服务器，或者您想改变运行系统中GC的冗余级别。这些现在很容易通过重新配置Ctrl-Break Handler来完成，而且它不只是打印堆栈跟踪。 JRockit首先会在当前工作目录查找该文件。如果未找到，JRockit将在JVM目录中查找。如果仍然没有的话，JRockit将回退以生成一个常规的线程堆栈转储。JRockit将在每次按下ctrl-break时读取act文件，因此用户可以在方便时重新配置该文件，而同时JRockit仍在运行。 　　这里给出一个示例act文件，它首先打印时间戳，然后是用于启动JRockit的命令行，最后是一个线程堆栈转储。它还包括可以用于act文件的有用命令的列表： # Example ctrlhandler.act file timestamp command_line print_threads stop # set_filename filename= [append=true] # Sets the file that all handlers following this command will # use for printing. You can have several set_filename commands # in a file. It takes two arguments: filename and an optional # append to specify if you want to append to the file # or overwrite it. Default is to overwrite the file. # timestamp # Prints a timestamp. # print_threads # The normal thread dump. # verbosity [args= ] [filename= ] # Changes the verbosity level normally specified with -Xverbose. # version # Prints JRockit version information. # command_line # Prints the command line used to start JRockit. # print_object_summary # Prints heap usage statistics (how much heap is used per class), # together with a delta on how much this has changed since # the last invocation of this ctrl-break handler. # print_memusage # Prints a memory usage report of how JRockit is using # the memory. # heap_diagnostics # Prints a detailed report of the heap, including ascii graphics # over the heap layout. # print_class_summary # Prints all loaded classes. # print_utf8pool # Print all UTF8 strings. # jrarecording [filename= ] [time= ] [nativesamples=true] # Starts a JRA recording. # run_optfile [filename= ] # See OptFile. # start_management_server # Starts the new JMX-based management agent. # kill_management_server # Stops the management agent. # start_rmp_server # Starts the old management server (actually the listening # socket that in turn starts servers whenever a connection # is established). # kill_rmp_server # Stops the old management server (actually shuts down the # listening socket). The only reason it isn't named # kill_rmp_server is that stop is a reserved keyword # that stops the parsing of the act file. ;) # help [ctrl-break handler] # Prints all available ctrl-break handlers if no argument # is specified, or help for the specified ctrl-break handler. # memleakserver [port= ] # Toggles the memleakserver. If it hasn't been started # it will be started. If it has already started, it will be # shut down. The default port is 7095. # verbose_referents action=[heap|full|nursery|start|stop] # Print verbose reference information. # Parameters: # action=[heap|full|nursery|start|stop] # heap - trigger a heap collection and output reference # information # full - trigger a full heap collection (clears softly # reached soft referents) # nursery - trigger a nursery collection (heap collection # if running without nursery) # start - start writing reference information to default # verbose stream # stop - stop writing reference information # print_exceptions # exceptions=[true|all|false] stacktraces=[true|all|false] # Enable printing of Java exceptions thrown in the VM. # Parameters: # exceptions - print exceptions # stacktraces - print exceptions with stacktraces # At least one of the parameters is required. # Values for the parameters can be "true|all|false" # true - print all exceptions # except java/util/EmptyStackException, # java/lang/ClassNotFoundException and # java/security/PrivilegedActionException # all - print all exceptions # false - don't print exceptions # To turn exception printing off completely you need to set # exceptions = false even if it was turned # on by stacktraces = true. JRCMD 使用JRCMD实用工具是一种新的调用Ctrl-Break Handler的便捷方式，可在JRockit发行版的bin目录中找到它。 用法 jrcmd JRCMD 　　使用JRCMD实用工具是一种新的调用Ctrl-Break Handler的便捷方式，可在JRockit发行版的bin目录中找到它。 用法 jrcmd * PID = 要在其中执行Ctrl-Break Handler的JRockit进程的进程ID。 * command = 要执行的Ctrl-Break Handler命令。 * parameters = Ctrl-Break Handler的参数。 　　如果不指定选项（或者只指定-P），那么将显示运行在本地机器上的所有JRockit的进程ID。如果PID设为0，那么命令将发送给在本地机器上运行的所有JRockit JVM。 　　要列出特定的JRockit中有哪些Ctrl-Break Handler可用，可以使用help命令： jrcmd help 　　要想获得某个具体的Ctrl-Break Handler的帮助信息，需要在help后添加Ctrl-Break Handler的名称，比如： jrcmd 0 help kill_management_server 　　也可以使用JRCMD列出指定进程的性能计数： jrcmd -l 远程调用Ctrl-Break Handler 　　可以使用JRockit Management Console来远程调用Ctrl-Break Handler。存在一个对JRockitConsoleMBean的操作，称为runCtrlBreakHandlerWithResult。 JRockit Management Console可以从属性浏览器调用对MBean的操作。这里有关于如何调用Ctrl-Break Handler的逐步描述。 * 连接到一个运行中的JRockit。 * 右击该连接，选择Browse Attributes。 * 展开com.jrockit domain文件夹，选择JRockitConsole MBean。 * 单击operations选项卡，查看可用操作。 * 单击String parameter参数按钮，找到runCtrlBreakHandlerWithResult操作。 * 输入希望执行的Ctrl-Break Handler名称。语法与ctrlhandler.act文件相同。按下OK。 * 按下Execute按钮，执行操作。 　　试着输入“help”作为参数，将会列出所有可用的Ctrl-Break Handler，如图1所示。 图1.从JRockit Management Console调用Ctrl-Break Handler（单击图片查看大图） 堆视图（试验性） 　　当分析应用程序如何使用某种垃圾收集策略时，在每一次GC后对堆进行快照将会非常有帮助。这有助于开发人员研究数据，比如碎片/压缩以及算法通常如何执行。但是快照中包含如此多的数据量以至于查看它没有什么意义，因此JRockit团队开发了一个提供图形化表示的小工具，以便更好地进行说明。 　　图2显示了一个快照的例子（使用的是一个非常早的JRockit 1.4.2预发布版本）： 　　每一排表示一次垃圾收集。左边是开始的堆，右边是结束的堆。堆显示的右边是一个可配置图形。实心白色区域表示空白堆，黑色区域是充实区（也就是填充了对象的区域），浅灰色区域是碎片区，红色、黄色和绿色区域是可配置图形。可以从命令行指定在可配置图形中显示什么。该工具依然很粗糙，对于用户也不够友好，不过毋庸置疑它对JRockit的终端用户非常有用，所以这是一个非常不错但是不能通用的工具。 code coverage（试验性） 　　很多开发人员在以某种方式使用他们的应用程序时，使用code coverage分析来研究诸如代码库中的多少以及哪些部分正在运行之类的状况。测试人员喜欢使用code coverage来度量测试套件覆盖应用程序的比例。但是，对于大型应用程序，由code coverage工具所引起的性能开销通常是被禁止的。 　　JRockit内置了高性能的行code coverage。当启用code coverage运行时，代码将由记录行命中的捕获器生成。一旦某行被命中并记录，就删除捕获器，JRockit可以继续以接近全速的速度运行。 　　要使JRockit记录code coverage数据，必须指定一个命令行选项。 用法 -Xcodecoverage 　　可以使用以下系统属性来控制该行为： 系统属性 描述 jrockit.codecoverage.filter= filterspec是个以分号（Windows）或冒号（Linux）隔开的筛选器字符串列表，它定义哪些类应当被覆盖。以“-”开头的筛选器字符串会被视为不应当覆盖的类。 　　示例： -Djrockit.codecoverage.filter= java/util/Hashtable;com/bea/*;-com/bea/bla.* jrockit.codecoverage.filterfile= 设置包含筛选器定义的文件的文件名。文件格式为每行一个筛选器字符串。 jrockit.codecoverage.outputfile= 设置存放输出的文件。如果写入 _0，输出文件不能被打开，那么将尝试 _1，以此类推。在多个JVM共享一个公共命令行的情况中，这可能会很有用。 jrockit.codecoverage.testid= 设置初始测试标识符。 jrockit.codecoverage.verbose 使code coverage更为详细。适用于在覆盖文件（均是纯文本文件）中执行文本比较。 jrockit.codecoverage.appendoutput 设置对输出文件的写入为追加而不是覆盖。 　　这里给出特定于code coverage的参数，用于生成如下图中所示的数据。 -Xcodecoverage -Djrockit.codecoverage.filter=com/jrockit/console/*;com/jrockit/common/* -Djrockit.codecoverage.outputfile=console_coverage.txt 　　在内部，由一个code coverage小工具来解释JRockit所生成的数据，如图3所示。 图3：code coverage工具的输出示例 结束语 　　BEA对Java运行时的掌控将其置于一个独一无二的位置：BEA交付了一些针对Java平台的低开销的管理和监控特性。很多针对BEA JRockit的有趣的管理和使用特性正在开发中。其中一些已经随着包含在JRockit 5.0 R26中的JRockit Mission Control而可以使用，更多特性也即将出现。更多信息请参见Mission Control home page。