JVM 对象查询语言（OQL）

心已赠人 2022-05-15 04:42 601阅读 0赞

本文主要翻译自JDK 1.8的JVM监控工具jhat中关于OQL的英文帮助说明。

可以在jhat 和 jvisualvm 中进行实践。

## **OQL（对象查询语言）**  ##

OQL是用于查询Java堆的类SQL查询语言。OQL允许过滤/选择从Java堆中获取的信息。虽然HAT已经支持预定义的查询，例如“显示类X的所有实例”，但OQL增加了更多的灵活性。OQL基于JavaScript表达式语言。

## OQL查询的形式`` ##

select <JavaScript expression to select>
 [ from [instanceof] <class name> <identifier>
 [ where <JavaScript boolean expression to filter> ] ]

**解释：**   
(1)class name是java类的完全限定名，如：java.lang.String, java.util.ArrayList, \[C是char数组, \[Ljava.io.File是java.io.File\[\]，依此类推  
(2)类的完全限定名不足以唯一的辨识一个类，因为不同的ClassLoader载入的相同的类，它们在JVM中是不同类型的  
(3)instanceof表示也查询某一个类的子类，如果不明确instanceof，则只精确查询class name指定的类  
(4)from和where子句都是可选的  
(5)可以使用obj.field\_name语法访问Java字段，并且可以使用array \[index\]语法访问数组元素

## OQL示例 ##

*  查询长度大于等于100的字符串
    
        select s from java.lang.String s where s.value.length >= 100
 *  查询长度大于等于256的int数组
    
        select a from [I a where a.length >= 256

另一种方式：select a from int\[\] a where a.length >= 256

*  显示与正则表达式匹配的字符串的内容
    
        select s.value.toString() from java.lang.String s 
        where /java/.test(s.value.toString())

/java/ 修改成你的正则表达式，如/^MyClass$/ 就会匹配MyClass这个字符串

*  显示所有File对象的文件路径
    
        select file.path.value.toString() from java.io.File file
    
     
 *  显示所有ClassLoader类的名称
    
        select classof(cl).name from instanceof java.lang.ClassLoader cl
 *  显示由给定id字符串标识的Class的实例
    
        select o from instanceof 0x741012748 o
    
    请注意，0x741012748是类的ID（在会话中）。通过查看该类页面中显示的id可以找到它。

![70][]

## OQL内置对象，函数 ##

### 堆对象 ###

该**堆**内置对象支持下列方法：

*  **heap.forEachClass** - 为每个Java类调用一个回调函数
    
        heap.forEachClass(callback);
 *  **heap.forEachObject** - 为每个Java对象调用回调函数
    
        heap.forEachObject(callback, clazz, includeSubtypes);
    
    `clazz`是选择其实例的类。如果未指定，则默认为java.lang.Object。`includeSubtypes`是一个布尔标志，指定是否包含子类型实例。该标志的默认值为true。
 *  **heap.findClass** - 查找给定名称的Java类
    
        heap.findClass(className);
    
    where `className`是要查找的类的名称。生成的Class对象具有以下属性：
    
     *  name - 类的名称。
     *  superclass - 超类的类对象（如果是java.lang.Object，则为null）。
     *  statics - 类的静态字段的名称，值对。
     *  fields - 字段对象的数组。field对象具有名称，签名属性。
     *  loader - 加载此类的ClassLoader对象。
     *  signers - 签署此类的签名者。
     *  protectionDomain - 此类所属的保护域。
    
    类对象具有以下方法：
    
     *  isSubclassOf - 测试给定的类是否是此类的直接或间接子类。
     *  isSuperclassOf - 测试给定的Class是否是此类的直接或间接超类。
     *  subclasses - 返回直接和间接子类的数组。
     *  superclasses - 返回直接和间接超类的数组。
 *  **heap.findObject** - 从给定的对象id中查找对象
    
        heap.findObject(stringIdOfObject);
 *  **heap.classes** - 返回所有Java类的枚举
 *  **heap.objects** - 返回Java对象的枚举
    
        heap.objects(clazz, [includeSubtypes], [filter])
    
    `clazz`是选择其实例的类。如果未指定，则默认为java.lang.Object。`includeSubtypes`是一个布尔标志，指定是否包含子类型实例。该标志的默认值为true。此方法接受可选的过滤器表达式以过滤对象的结果集。
 *  **heap.finalizables** - 返回待完成的Java对象的枚举。
 *  **heap.livepaths** - 返回给定对象存活的路径数组。此方法接受可选的第二个参数，它是一个布尔标志。此标志指示是否包含弱引用的路径。默认情况下，不包括具有弱引用的路径。
    
        select heap.livepaths(s) from java.lang.String s
    
    该数组本身的每个元素都是另一个数组。后一个数组包含一个位于路径“引用链”中的对象。
 *  **heap.roots** - 返回堆的根的枚举。 每个Root对象都具有以下属性：
    
     *  id - 此根引用的对象的字符串id
     *  type - 描述类型的Root（JNI Global，JNI Local，Java Static等）
     *  description - Root的字符串描述
     *  referrer - 负责此根或null的Thread Object或Class对象

例子：

*  访问类java.lang.System的静态字段'props'
    
        select heap.findClass("java.lang.System").statics.props
 *  获取java.lang.String类的字段数
    
        select heap.findClass("java.lang.String").fields.length
 *  找到其对象id被赋予的对象
    
        select heap.findObject("0xf3800b58")
 *  选择所有匹配java.net.\*的类
    
        select filter(heap.classes(), "/java.net./.test(it.name)")

### 单个对象上的函数 ###

*  allocTrace(jobject)
 *  classof(jobject)
 *  forEachReferrer(callback, jobject)
 *  identical(o1, o2)
 *  objectid(jobject)
 *  reachables(jobject, excludedFields)
 *  referrers(jobject)
 *  referees(jobject)
 *  refers(jobject)
 *  root(jobject)
 *  sizeof(jobject)
 *  toHtml(obj)

**allocTrace函数**

这将返回给定Java对象的分配站点跟踪（如果可用）。allocTrace返回对象的数组。每个对象具有以下属性：

*  className - 其方法在框架中运行的Java类的名称。
 *  methodName - 运行的Java方法的名称。
 *  methodSignature - 框架中运行的Java方法的签名。
 *  sourceFileName - 框架中运行的Java类的源文件的名称。
 *  lineNumber - 方法中的源行号。

**classof函数**

返回给定Java对象的Class对象。结果对象支持以下属性：

*  name - 类的名称。
 *  superclass - 超类的类对象（如果是java.lang.Object，则为null）。
 *  静态 - 类的静态字段的名称，值对。
 *  fields - 字段对象的数组。字段对象具有名称，签名属性。
 *  loader - 加载此类的ClassLoader对象。
 *  签名者 - 签署此类的签名者。
 *  protectionDomain - 此类所属的保护域。

类对象具有以下方法：

*  isSubclassOf - 测试给定的类是否是此类的直接或间接子类。
 *  isSuperclassOf - 测试给定的Class是否是此类的直接或间接超类。
 *  subclasses - 返回直接和间接子类的数组。
 *  superclasses - 返回直接和间接超类的数组。

例子：

*  显示每个Reference类型对象的类名

select classof(o).name from instanceof java.lang.ref.Reference o

*  显示java.io.InputStream的所有子类

select heap.findClass("java.io.InputStream").subclasses()

*  显示java.io.BufferedInputStream的所有超类

select heap.findClass("java.io.BufferedInputStream").superclasses()

**forEachReferrer函数**

为给定Java对象的每个引用者调用一个回调函数。

**identical函数**

返回两个给定的Java对象是否相同。

select identical(heap.findClass("Foo").statics.bar, heap.findClass("AnotherClass").statics.bar)

**objectid函数**

返回给定Java对象的String id。此id可以传递给 heap.findObject，也可以用于比较对象以进行标识。

select objectid(o) from java.lang.Object o

**reachables函数**

返回从给定Java对象传递引用的Java对象数组。（可选）接受第二个参数，该参数是逗号分隔的字段名称，以从可达性计算中排除。字段以class\_name.field\_name模式编写。

例子：

*  从每个Properties实例打印所有可到达的对象。

select reachables(p) from java.util.Properties p

*  打印每个java.net.URL中的所有可访问内容，但省略可通过指定字段访问的对象。

select reachables(u, 'java.net.URL.handler') from java.net.URL u

**referrers函数**

返回引用了给定Java对象的所有对象

例子：

*  查询每个java.lang.Object实例被引用的次数
    
        select count(referrers(o)) from java.lang.Object o
 *  查询那些对象引用了java.io.File实例对象
    
        select referrers(f) from java.io.File f
 *  查询被引用次数超过2的URL对象
    
        select u from java.net.URL u where count(referrers(u)) > 2

**referees函数**

返回给定Java对象直接引用的Java对象数组。

示例：打印java.io.File类的所有静态引用字段``

select referees(heap.findClass("java.io.File"))

**refers函数**

返回第一个Java对象是否引用第二个Java对象。

**root函数**

如果给定对象是根对象集的成员，则此函数返回描述其原因的描述性根对象。如果给定的对象不是root，则此函数返回null。

**sizeof函数**

以字节为单位返回给定Java对象的大小示例：

select sizeof(o) from [I o

**toHtml函数**

返回给定Java对象的HTML字符串。请注意，对于select表达式选择的对象，会自动调用此方法。但是，打印更复杂的输出可能很有用。示例：以粗体字体重量打印超链接``

select "" + toHtml(o) + "" from java.lang.Object o

### 选择多个值 ###

可以使用JavaScript对象文字或数组选择多个值。

示例：显示每个线程对象的名称和线程``

select { name: t.name? t.name.toString() : "null", thread: t } 
    from instanceof java.lang.Thread t

### 数组/迭代器/枚举操作函数 ###

这些函数接受数组/迭代器/枚举和表达式字符串\[或回调函数\]作为输入。这些函数迭代数组/迭代器/枚举，并在每个元素上应用表达式（或函数）。请注意，JavaScript对象是关联数组。因此，这些函数也可以与任意JavaScript对象一起使用。

**concat函数**

连接两个数组或枚举（即返回复合枚举）。

**contains函数**

返回给定的数组/枚举是否包含代码中指定的给定布尔表达式的元素。评估的代码可以引用以下内置变量。

*  it - >目前访问过的元素
 *  index - >当前元素的索引
 *  array - >正在迭代的数组/枚举

示例：选择某些静态字段引用某些类的所有Properties对象。``

select p from java.util.Properties p
    where contains(referrers(p), "classof(it).name == 'java.lang.Class'")

*  concat(array1/enumeration1, array2/enumeration2)
 *  contains(array/enumeration, expression)
 *  count(array/enumeration, expression)
 *  filter(array/enumeration, expression)
 *  length(array/enumeration)
 *  map(array/enumeration, expression)
 *  max(array/enumeration, \[expression\])
 *  min(array/enumeration, \[expression\])
 *  sort(array/enumeration, \[expression\])
 *  sum(array/enumeration, \[expression\])
 *  toArray(array/enumeration)
 *  unique(array/enumeration, \[expression\])

**count函数**

count函数返回满足给定布尔表达式的输入数组/枚举的元素数。布尔表达式代码可以引用以下内置变量。

*  it - >目前访问过的元素
 *  index - >当前元素的索引
 *  array - >正在迭代的数组/枚举

示例：查询匹配特定名称模式的类的数量``

select count(heap.classes(), "/java.io./.test(it.name)")

**filter函数**

filter函数返回一个数组/枚举，其中包含满足给定布尔表达式的输入数组/枚举的元素。布尔表达式代码可以引用以下内置变量。

*  it - >目前访问过的元素
 *  index - >当前元素的索引
 *  array - >正在迭代的数组/枚举
 *  result - > result array / enumeration

例子：

*  显示所有具有匹配java.io. \* 的类
    
        select filter(heap.classes(), "/java.io./.test(it.name)")
 *  显示引用者不是来自java.net包的URL对象的所有引用
    
        select filter(referrers(u), "! /java.net./.test(classof(it).name)")
        from java.net.URL u

**length函数**

length函数返回数组/枚举的元素数。

**map函数**

通过评估每个元素上的给定代码来转换给定的数组/枚举。评估的代码可以引用以下内置变量。

*  it - >目前访问过的元素
 *  index - >当前元素的索引
 *  array - >正在迭代的数组/枚举
 *  result - > result array / enumeration

map函数返回通过在输入数组/枚举的每个元素上重复调用代码而创建的值的数组/枚举。

示例：显示具有名称和值的java.io.File的所有静态字段

select map(heap.findClass("java.io.File").statics, "index + '=' + toHtml(it)")

**max函数**

返回给定数组/枚举的最大元素。（可选）接受代码表达式以比较数组的元素。默认情况下使用数字比较。比较表达式可以使用以下内置变量：

*  lhs - >左侧元素进行比较
 *  rhs - >右侧元素进行比较

例子：

*  找到任何String实例的最大长度
    
        select max(map(heap.objects('java.lang.String', false), 'it.value.length'))
 *  查找具有最大长度的字符串实例
    
        select max(heap.objects('java.lang.String'), 'lhs.value.length > rhs.value.length')

**min函数**

返回给定数组/枚举的最小元素。（可选）接受代码表达式以比较数组的元素。默认情况下使用数字比较。比较表达式可以使用以下内置变量：

*  lhs - >左侧元素进行比较
 *  rhs - >右侧元素进行比较

例子：

* 找到任何Vector实例的最小大小
 
 select min(map(heap.objects('java.util.Vector', false), 'it.elementData.length'))
 * 找到具有最大长度的Vector实例
 
 select min(heap.objects('java.util.Vector'), 'lhs.elementData.length < rhs.elementData.length')

**sort函数**

给出数组/枚举的排序。（可选）接受代码表达式以比较数组的元素。默认情况下使用数字比较。比较表达式可以使用以下内置变量：

*  lhs - >左侧元素进行比较
 *  rhs - >右侧元素进行比较

例子：

*  按大小顺序打印所有char \[\]对象。

select sort(heap.objects('[C'), 'sizeof(lhs) - sizeof(rhs)')

*  按大小顺序打印所有char \[\]对象，同时也打印大小。

select map(sort(heap.objects('[C'), 'sizeof(lhs) - sizeof(rhs)'), '{ size: sizeof(it), obj: it }')

**sum函数**

此函数返回给定输入数组或枚举的所有元素的总和。（可选）接受表达式作为第二个参数。这用于在对输入元素求和之前映射输入元素。

示例：返回每个Properties对象中可到达对象的大小总和``

select sum(map(reachables(p), 'sizeof(it)')) 
        from java.util.Properties p
    
        // or omit the map as in ...
        select sum(reachables(p), 'sizeof(it)') 
        from java.util.Properties p

**toArray函数**

此函数返回一个包含输入数组/枚举元素的数组。

**unique函数**

此函数返回包含给定输入数组/枚举的唯一元素的数组/枚举

示例：选择从字符串引用的唯一char \[\]实例。请注意，多个String实例可以共享内容的相同char \[\]。``

// number of unique char[] instances referenced from any String
       select count(unique(map(heap.objects('java.lang.String'), 'it.value')))
    
       // total number of Strings
       select count(heap.objects('java.lang.String'))

### 更复杂的例子 ###

打印每个类加载器的直方图和由它加载的类的数量

select map(sort(map(heap.objects('java.lang.ClassLoader'), 
 '{ loader: it, count: it.classes.elementCount }'), 'lhs.count < rhs.count'),
 'toHtml(it) + " "')

上面的查询解释：**java.lang.ClassLoader**有一个名为**java.util.Vector**类型的**类**的私有字段，Vector有一个名为**elementCount**的私有字段，它是Vector中元素的数量。我们使用JavaScript对象文字和地图功能选择多个值（加载器，计数）。我们使用带有比较表达式的sort函数对count（即加载的类数）进行排序。

查询每个类加载器实例的父子链``

select map(heap.objects('java.lang.ClassLoader'),
 function (it) {
 var res = '';
 while (it != null) {
 res += toHtml(it) + "->";
 it = it.parent;
 }
 res += "null";
 return res + " ";
 })

请注意，我们使用**java.lang.ClassLoader**类的**父**字段并使用回调函数遍历parent为null以映射调用。

查询所有系统属性的值

select map(filter(heap.findClass('java.lang.System').statics.props.table, 'it != null'), 
 function (it) {
 var res = "";
 while (it != null) {
 res += it.key.value.toString() + '=' +
 it.value.value.toString() + ' ';
 it = it.next;
 }
 return res;
 });

以上查询使用以下事实：

*  java.lang.System具有类型为java.util.Properties的名称为'props'的静态字段。
 *  java.util.Properties的字段为'table'，类型为java.util.Hashtable $ Entry（此字段继承自java.util.Hashtable）。这是hashtable桶数组。
 *  java.util.Hashtable $ Entry包含'key'，'value'和'next'字段。每个条目指向同一哈希表桶中的下一个条目（或null）。
 *  java.lang.String类具有char \[\]类型的'value'字段。

**请注意，此查询（以及许多其他查询）可能不稳定 - 因为Java平台类的私有字段可能会被修改/删除而不会发出任何通知！（实施细节）**。但是，在用户类上使用此类查询可能是安全的 - 假设用户可以控制类。

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