Java 中的垃圾收集日志、线程转储、堆转储

Java 虚拟机 (JVM) 生成 3 个关键组件，这些组件对于优化性能和排除生产问题很有用。这些组件是：

垃圾收集 (GC) 日志
线程转储
堆转储

在本文中，让我们尝试了解这 3 个关键组件，它们在哪里使用，它的外观如何，如何捕获它们，如何分析它们以及它们的差异。

1.垃圾收集日志

a) 什么是 GC 日志？

GC Log 包含垃圾收集事件相关信息。它将指示运行了多少 GC 事件，它们是什么类型的 GC 事件（即 Young GC 或 Full GC），每个 GC 事件暂停应用程序的时间，每个 GC 事件回收了多少对象。

b) GC 日志看起来如何？

可以在此处找到示例垃圾收集日志文件。

c) GC Log 在哪里使用？

垃圾收集日志用于研究应用程序的 GC 和内存性能。它用于优化 GC 暂停时间，用于确定应用程序的最佳内存大小，还用于解决与内存相关的问题。

d) 如何生成GC日志？

您可以通过传递以下 JVM 参数来生成垃圾收集日志：

对于 8 之前的 Java 版本：

-XX:+PrintGCDetails
-XX:+PrintGCDateStamps
-Xloggc:<file-path>

对于从 9 开始的 Java 版本：

-Xlog:gc*:file=<file-path>

文件路径：是垃圾收集日志文件将被写入的位置。

e) 如何理解GC Log？

垃圾收集日志格式因您的 JVM 供应商（Oracle、HP、IBM、Azul 等）、Java 版本（1.5、5、6、7、8、9、10、11、12……）、垃圾而异收集算法（串行、并行、CMS、G1、Shenandoah、Z GC）和传递的 JVM 参数。因此，没有一种可用的标准化格式。

f) 使用什么工具来分析 GC 日志？

有多种垃圾收集日志分析工具。这里给出了一些流行的：GCeasy、IBM GC 和内存可视化器、HP JMeter、Google Garbage Cat。

2.线程转储

a) 什么是线程转储？

线程转储是某个时间点在应用程序中运行的所有线程的快照。它包含有关应用程序中每个线程的所有信息，例如：线程状态、线程 ID、本机 ID、线程名称、堆栈跟踪、优先级。

b) 线程转储看起来如何？

可以在此处找到示例线程转储。

c) 线程转储在哪里使用？

线程转储主要用于解决生产问题，例如 CPU 峰值、应用程序无响应、响应时间差、线程挂起、内存消耗高。

d) 如何生成线程转储？

可以使用8 个不同的选项从正在运行的应用程序中捕获线程转储。进行线程转储的最常见选项是使用“jstack”工具。jstack 工具在 JDK_HOME\bin 文件夹中提供。这是您需要发出以捕获线程转储的命令：

jstack -l <pid> > <file-path>

其中pid：是应用程序的进程ID，应捕获其线程转储，而file-path：是将写入线程转储的文件路径。

e) 使用什么工具来分析线程转储？

以下是使用最广泛的线程转储分析工具：fastThread、Samurai、IBM Thread & Monitor Analyzer、Visual VM。

3.堆转储

a) 什么是堆转储？

堆转储是某个时间点应用程序内存的快照。它包含诸如内存中的对象是什么、它们携带什么值、它们的大小是多少、它们引用了哪些其他对象等信息。

b) 堆转储看起来如何？

可以在此处找到示例堆转储。（注意：它将采用二进制格式。因此您实际上无法读取它）。

c) 堆转储在哪里使用？

堆转储主要用于解决内存相关的 OutOfMemoryError 问题。

d) 如何生成堆转储？

可以使用7 个不同的选项从正在运行的应用程序中捕获堆转储。进行堆转储的最常见选项是使用“jmap”工具。jmap 工具在 JDK_HOME\bin 文件夹中提供。这是您需要发出以捕获的命令：

<span style="font-weight: 400;">jmap -dump:format=b,</span><span style="font-weight: 400;">
</span><span style="font-weight: 400;">file=<file-path> <pid> </span>

其中pid：是 Java 进程 ID，应捕获其堆转储，而file-path：是将写入堆转储的文件路径。

e) 如何理解堆转储？

堆转储文件采用二进制格式，并且往往很大。除此之外，它们的格式严重缺乏文档。因此，您必须使用堆转储分析工具（在下一个问题中给出）来分析和理解它们。

f) 使用什么工具来分析 Heap dump？

以下是使用最广泛的堆转储分析工具：Eclipse MAT、HeapHero、JVisualVM。