第八章软件构造的性能——程序的动态分析方法与工具

emm……这节主要说的各个插件等应用,不会给出详细说明,因为如果每个都要说的话肝真的疼。再次只给出一个软件动态分析的方法和流程的大概描述,如果大家对某个工具或者方法感兴趣,度娘走你!(其实很多博客都有,讲的真心好……)


1. 动态程序分析(Dynamic Program Analysis)

动态程序分析:根据程序的一次或多次执行的过程与结果,分析代码在时空性能方面所展现的性质。

为了使动态分析有效,目标程序必须执行足够多次,以观察到完整的、不同的执行行为。通过分析代码覆盖度,确认动态分析是否已经足够。并且要尽可能小的影响程序原本的执行,否则性能测量不准确。



2.程序分析的概念与方法(Program Profiling:Concepts and Approaches)

输出分析器主要功能:

  1. 观察到的程序执行事件的统计结果。
  2. 事件流
  3. 实时或周期性的获取/展示程序运行过程中的数据

分析方法:

  1. 代码注入/插入(insertion/instrumentation):在原始代码中加入某些语句来收集运行时数据,这些语句不改变原程序的语义,但对原程序的性能有轻微的变化。
    优点:准确
    缺点:需要修改源程序,注入的代码可能会影响测试结果
  2. 采样(sampling):以特定频率观察程序执行的特定时刻所展现出的行为与状态。
    外部观察者(VM)周期性监控被测程序,存储各个时刻的快照。基于收集到的数据,分析程序当时所处的状态,分析性能。
    优点:不需要修改程序
    缺点:需要在采样频率与准确度之间折中,可能漏掉小的方法;难以监控内存的使用情况。
  3. 借助虚拟机获取程序性能数据。
    利用虚拟机进行性能监控,所有JVM执行的指令都被记录下来。
    优点:非常准确,可监控时空两方面的性能。
    缺点:与VM绑定,不同的VM提供不同的测量工具。


3. Java中的程序分析工具

主要有以下几种:

  1. Command-line tools(in JDK)
  2. JConsole (in JDK)
  3. VisualVM (in JDK)
  4. Eclipse Memory Analyzer(MAT)


命令行工具

(下面是使用时的截图,有兴趣可以了解一下)

  • jstat:获取JVM的堆使用和GC性能统计数据

  • jmap:输出内存中的对象分布情况


  • jhat:导出deap dump,浏览/查询其中的对象分布情况。(很有意思的一款工具,也不需要下载,就在JDK中,挺好玩的2333,不过OQL确实啊……)

    没错,下面你看到的是OQL栗子,他真的是一种语言……

  • jstack:获取Java线程的stack trace。
    主要用途:有两个,一是定位线程长时间停顿的原因,如多线程间的死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间等待等。二是线程中出现停顿的时候通过jstack来查看各个线程的调用堆栈,就可以知道没有响应的线程到底在后台做什么事情,或者等待什么资源。


Jconsole

JConsole是一个GUI监控工具,它使用JVM上的广泛的工具来提供关于运行在Java平台上的应用程序的性能和资源消耗的信息。




Visual VM

功能很强大的一款工具,在eclipse上IDEA上都有插件,而且还有中文版!!!(虽然现在中文版的一部分功能已经不兼容了,不过这不重要!)

它能看很多信息,GC情况,内存情况,CPU性能、各个线程等等信息都能看到,功能非常非常强大,而且还有GUI,做的还非常出色,强烈建议大家下一个看看。

非常强大,仅截了几个图,感觉基本上所有的功能它……都能干!







eclipse内存分析(MAT)

内存堆导出文件的分析工具。再找内存泄漏等非常有帮助!








AHhh……偷了好多懒,用了好多截图,其实也不算吧,这种工具使用真的没有办法讲,要么长篇大论(真的肝疼),要么就自己实践去弄懂,这些工具网上都有详细的教程,大家感兴趣可以去搜一下,然后下一个试试看,真的非常有帮助,尤其是后两个!(哇……给自己的懒惰找了好冠冕堂皇的理由呀2333,溜了溜了……)



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