Java 11 – Java飞行记录器

小鱼儿 2023-02-15 01:27 17阅读 0赞

Java Flight Recorder（JFR）是一个Java分析工具，用于监视和诊断正在运行的Java应用程序，它收集有关正在运行的环境，JVM和Java应用程序的数据，并将记录的数据转储到`.jfr`文件中，我们可以使用Java任务控制（JMC）来分析和可视化`.jfr`文件。

*经过测试*

*  OpenJDK 11
 *  JMC 7 – [https://jdk.java.net/jmc/][https_jdk.java.net_jmc]
 *  码头工人19.03.8

**历史短**  
在Java 11之前，Java Flight Recorder（JFR）和Java Mission Control（JMC）都是商业产品，仅在Oracle JDK中可用，我们可以通过以下命令启用JFR功能：

$ java -XX:+UnlockCommercialFeatures -XX:+FlightRecorder MyHelloWorldApp

现在，JFR在OpenJDK 11中是开源的，并且在`OpenJDK11/bin`文件夹中可用； 尽管JMC不再是JDK的一部分，但我们可以[在此处下载][https_jdk.java.net_jmc] 。

在本文中，我们将向您展示如何使用Java Flight Recorder（JFR）监视并从内存泄漏Java应用程序中收集数据，如何将数据转储到`.jfr`文件中，以及如何使用Java Mission Control（JMC）进行分析和分析。可视化数据以查找内存泄漏的原因。

## 1. OutOfMemoryError（OOME） ##

我们创建了一个Java生产者和使用者程序，该程序可以Swift生成内存泄漏并引发流行的`java.lang.OutOfMemoryError`运行时异常。

生产者生成对象的速度太快， `LinkedBlockingQueue`没有限制，抛出`java.lang.OutOfMemoryError`只是时间问题。

MemoryLeak.java

import java.util.concurrent.*;
    
    public class MemoryLeak {
    
        // no limit!
        private static BlockingQueue<byte[]> queue = new LinkedBlockingQueue<>();
    
        public static void main(String[] args) {
    
            Runnable producer = () -> {
                while (true) {
                    // generates 1mb of object every 10ms
                    queue.offer(new byte[1 * 1024 * 1024]);
                    try {
                        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            };
    
            Runnable consumer = () -> {
                while (true) {
                    try {
                        // process every 100ms
                        queue.take();
                        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            };
    
            // give a name, good for profiling
            new Thread(producer, "Producer Thread").start();
            new Thread(consumer, "Consumer Thread").start();
    
        }
    
    }

输出– 10或20秒后…

Exception in thread "Producer Thread" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
    	at com.mkyong.java11.jep328.OOME.lambda$main$0(OOME.java:14)
    	at com.mkyong.java11.jep328.OOME$$Lambda$14/0x0000000800066840.run(Unknown Source)
    	at java.base/java.lang.Thread.run(Thread.java:834)

## 2. Java飞行记录器（JFR） ##

2.1要启用JFR记录，请使用选项`-XX:StartFlightRecording`启动上述Java应用程序。 下面的示例开始为MemoryLeak.java进行30秒的JFR固定时间记录， `MemoryLeak.java`记录的数据转储到名为`leak.jfr`的文件中。

Terminal

$ javac MemoryLeak.java
    
    $ java -XX:StartFlightRecording=duration=30s,settings=profile,filename=leak.jfr MemoryLeak
    
    Started recording 1. The result will be written to:
    
    {pwd}/leak.jfr
    
    Exception in thread "Producer Thread" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
            at MemoryLeak.lambda$main$0(MemoryLeak.java:12)
            at MemoryLeak$$Lambda$71/0x00000008000ff840.run(Unknown Source)
            at java.base/java.lang.Thread.run(Thread.java:834)

10或20秒后，它将抛出预期的`java.lang.OutOfMemoryError` ， `CTRL+C`以停止并杀死线程。 稍后，我们可以使用Java Mission Control（JMC）来分析泄漏`leak.jfr`来查找内存泄漏。

2.2 JFR设置。 如果省略，则默认为`default.jfc` 。

*  `default.jfc` （默认）–低开销，适合于继续录制。
 *  `profile.jfc` –比`default.jfc`更多的开销，更多的记录的数据和事件，适合短时间记录。

在此示例中，我们使用JFR `profile`设置，因为我们知道`MemoryLeak.java`很快就会抛出`OutOfMemoryError`

*PS JFR设置文件位于`OpenJDK11_Path/lib/jfr` 。*

**进一步阅读** –请参阅此[JFR选项参考][JFR] 。

## 3. Java任务控制（JMC） ##

3.1在[此处][https_jdk.java.net_jmc]下载[JMC][https_jdk.java.net_jmc] 。 转到`JMC_FOLDER/bin`并运行jmc可执行文件。

![江铃您好][format_png]![江铃您好][format_png]

3.2 File-> Open File…选择`leak.jfr`

![JMC自动化结果][JMC]![JMC自动化结果][JMC]

`Automated Analysis Results`很有希望； 有很多警告，甚至有100个危险信号。 查看“ `Threads Allocation`部分，该部分直接告诉您`Producer Thread`有问题。

The thread performing the most allocation is likely *Producer Thread*. This is the most common allocation path for that class: •MemoryLeak.lambda$main$0() (69.4 %)
    
    Many allocations performed by the same thread might indicate a problem in a multi-threaded program. Look at the aggregated stack traces for the thread with the highest allocation rate.

3.3选择内存选项； 内存使用量稳定增长，这是一个内存泄漏问题的明确信号。

![jmc-查找内存泄漏][jmc-]![jmc-查找内存泄漏][jmc-]

此外， `byte[]`总分配为2.6G，并且表示事件线程的属性为`Producer Thread` 。

3.4选择活动对象

![jmc-活动对象][jmc- 1]![jmc-活动对象][jmc- 1]

所有活动对象样本均属于`Producer Thread` 。 查看`Old Object Sample` ，它告诉您许多有用的信息，例如开始时间，结束时间，持续时间，最后一次堆，诊断有用的信息。

所有指示器都告诉您， `Producer Thread`导致了内存泄漏。

## 4. JCMD –运行Java进程 ##

对于正在运行的Java进程或应用程序，我们可以使用`jcmd`启动JFR记录并将数据转储到`.jfr`文件。 该`jcmd`在`JDK 11/bin`可用，而不在JRE中可用。

4.1键入`jcmd` ，它列出所有可用的Java进程及其PID。

Terminal

$ jcmd
    
    1 app.jar
    47 jdk.jcmd/sun.tools.jcmd.JCmd

4.2我们需要为此`app.jar`启用JFR，过程为`1` 。

Terminal

$ jcmd 1 JFR.start duration=30s settings=profile filename=path/filename.jfr
    
    1:
    Started recording 2. The result will be written to:
    
    {pwd}/filename.jfr

完成后，我们可以使用JMC分析`.jfr`文件。

4.3 `jcmd`启动，检查和转储所有必需的`pid` 。

Terminal

# start a 1 hour continue monitoring
    $ jcmd pid JFR.start name=monitor1hour maxage=1h maxsize=100M filename=path/filename.jfr
    
    # check what is recording now
    $ jcmd pid JFR.check
    
    pid:
    Recording 3: name=monitor1hour maxsize=100.0MB maxage=1h (running)
    
    # Dump the data for analysis even the recording is running
    $ jcmd 1 JFR.dump name=monitor1hour
    
    pid:
    Dumped recording "monitor1hour", 456.1 kB written to:

**进一步阅读** –请参阅此[jcmd诊断命令参考][jcmd]

## 5. Docker和JFR ##

我可以在Docker容器内的Java进程中启用JFR吗？ 答案是肯定的。

*PS已通过OpenJDK11和Docker 19.03.8测试。*

5.1一个简单的`DockerFile`启动`openjdk11:alpine`容器并运行`app.jar`文件。

DockerFile

FROM adoptopenjdk/openjdk11:alpine
    
    VOLUME /tmp
    
    ARG JAR_FILE=target/hello.jar
    
    WORKDIR /opt/app
    
    COPY ${JAR_FILE} app.jar
    
    ENTRYPOINT ["java","-jar","app.jar"]

5.2构建并启动Docker。

Terminal

# maven clean build the projects
    $ mvn clean package
    
    # create a docker image
    $ docker build -t myapp:1.0 .
    
    # Run
    $ docker run -d -p 80:8080 -t myapp:1.0

5.3我们可以访问docker容器并为运行中的Java进程启用JFR。

Terminal

$ docker ps
    
    CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND               CREATED             STATUS              PORTS                   NAMES
    5c27d3cfdfa3        myapp:1.0    "java -jar app.jar"   25 minutes ago      Up 25 minutes       0.0.0.0:80->8080/tcp,   hungry_benz
    
    # Access the container
    $ docker exec -it 5c27d3cfdfa3 sh
    
    /opt/app #

5.4的过程是一样的， `jcmd`查找pid并启用JFR。

Terminal

$ jcmd pid JFR.start duration=30s settings=profile filename=path/filename.jfr

5.5将`.jfr`从`.jfr`容器复制到计算机或主机。

Terminal

# exit the docker container shell
    /opt/app # exit
    
    $ docker ps
    CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND               CREATED             STATUS              PORTS                   NAMES
    5c27d3cfdfa3        myapp:1.0    "java -jar app.jar"   25 minutes ago      Up 25 minutes       0.0.0.0:80->8080/tcp,   hungry_benz
    
    # docker cp <containerId>:/file/path/within/container /host/path/target
    
    $ docker cp 5c27d3cfdfa3:/opt/app/file.jfr /home/mkoyng/test

完成后，我们得到了`.jfr`文件。

**进一步阅读** –阅读此[JDK任务控制教程中的][JDK] `JMC_Tutorial.pdf` ； 它包含许多案例研究。

## 6.修复此内存泄漏？ ##

限制`LinkedBlockingQueue`是快速解决方案，但这为生产者带来了另一个问题。

private static BlockingQueue<byte[]> queue = new LinkedBlockingQueue<>(100);

如果生产者可以在短时间内产生大量对象或数据，最好将其存储到持久性数据库或[RabbitMQ之][RabbitMQ]类的消息队列中。 你的评论？

## 下载源代码 ##

> $ git clone [https://github.com/mkyong/core-java.git][https_github.com_mkyong_core-java.git]
> 
> $ cd java-11
> 
> /src/main/java/com/mkyong/java11/jep328/MemoryLeak.java
> 
> /src/main/resources/jep328/leak.jfr

![源代码][format_png 1]![源代码][format_png 1]

## 参考文献 ##

*  [JDK任务控制教程][JDK] ，其中包含许多案例研究。
 *  [Oracle – Java飞行记录器][Oracle _ Java]
 *  [运行Java Flight Recorder][Java Flight Recorder]
 *  [维基百科– JDK飞行记录器][JDK 1]
 *  [jcmd诊断命令参考][jcmd]
 *  [下载JMC][https_jdk.java.net_jmc]
 *  [使用Java Flight Recorder调试内存泄漏][Java Flight Recorder 1]
 *  [解决内存泄漏][Link 1]

标签： [搬运工][Link 2] [的Java 11][Java 11] [Java的飞行记录器][Java] [的Java任务控制][Java 1] [JFR][JFR 1] [JMC][JMC 1] [内存泄漏][Link 3]

> 翻译自: [https://mkyong.com/java/java-11-java-flight-recorder/][https_mkyong.com_java_java-11-java-flight-recorder]

[https_jdk.java.net_jmc]: https://jdk.java.net/jmc/
[JFR]: https://docs.oracle.com/javacomponents/jmc-5-5/jfr-command-reference/diagnostic-command-reference.htm#resourceid-15322-48C8362A
[format_png]: http://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9ta3lvbmcuY29tL3dwLWNvbnRlbnQvdXBsb2Fkcy8yMDIwLzA1L2ptYy1leGFtcGxlLTEucG5n?x-oss-process=image/format,png
[JMC]: http://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9ta3lvbmcuY29tL3dwLWNvbnRlbnQvdXBsb2Fkcy8yMDIwLzA1L2ptYy1leGFtcGxlLTIucG5n?x-oss-process=image/format,png
[jmc-]: http://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9ta3lvbmcuY29tL3dwLWNvbnRlbnQvdXBsb2Fkcy8yMDIwLzA1L2ptYy1leGFtcGxlLTMucG5n?x-oss-process=image/format,png
[jmc- 1]: http://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9ta3lvbmcuY29tL3dwLWNvbnRlbnQvdXBsb2Fkcy8yMDIwLzA1L2ptYy1leGFtcGxlLTQucG5n?x-oss-process=image/format,png
[jcmd]: https://docs.oracle.com/javacomponents/jmc-5-5/jfr-command-reference/diagnostic-command-reference.htm#resourceid-15422-48C8362C
[JDK]: https://github.com/thegreystone/jmc-tutorial
[RabbitMQ]: https://www.rabbitmq.com/
[https_github.com_mkyong_core-java.git]: https://github.com/mkyong/core-java.git
[format_png 1]: http://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9ta3lvbmcuY29tL3dwLWNvbnRlbnQvdXBsb2Fkcy8yMDIwLzA1L2pmci1tZW1vcnktbGVha3Mtc291cmNlLnBuZw?x-oss-process=image/format,png
[Oracle _ Java]: https://docs.oracle.com/javacomponents/jmc-5-4/jfr-runtime-guide/about.htm#JFRUH170
[Java Flight Recorder]: https://docs.oracle.com/javacomponents/jmc-5-4/jfr-runtime-guide/run.htm#JFRUH164
[JDK 1]: https://en.wikipedia.org/wiki/JDK_Flight_Recorder
[Java Flight Recorder 1]: https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/troubleshoot/memleaks001.html
[Link 1]: https://docs.oracle.com/javase/10/troubleshoot/troubleshoot-memory-leaks.htm#JSTGD282
[Link 2]: https://mkyong.com/tag/docker/
[Java 11]: https://mkyong.com/tag/java-11/
[Java]: https://mkyong.com/tag/java-flight-recorder/
[Java 1]: https://mkyong.com/tag/java-mission-control/
[JFR 1]: https://mkyong.com/tag/jfr/
[JMC 1]: https://mkyong.com/tag/jmc/
[Link 3]: https://mkyong.com/tag/memory-leaks/
[https_mkyong.com_java_java-11-java-flight-recorder]: https://mkyong.com/java/java-11-java-flight-recorder/