1. Java Flight Recorder (JFR) 簡介

java flight recorder (jfr) 是一個(gè)功能強(qiáng)大的工具，用于收集運(yùn)行中的java應(yīng)用程序的診斷和性能數(shù)據(jù)。它以極低的開銷集成在jvm內(nèi)部，因此非常適合在生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行性能監(jiān)控和故障排查。通過jfr，開發(fā)者可以深入了解jvm的內(nèi)部行為，包括垃圾回收、線程活動(dòng)、i/o操作、內(nèi)存分配以及熱點(diǎn)方法等，從而有效定位性能瓶頸。

2. 前提條件

在JAR文件上運(yùn)行JFR需要滿足以下條件：

• JDK版本： 推薦使用JDK 11或更高版本。從JDK 11開始，JFR成為OpenJDK的免費(fèi)功能，并可以直接通過 java 命令進(jìn)行啟動(dòng)。
• 目標(biāo)JAR文件： 需要分析性能的Java應(yīng)用程序的JAR文件。
• Java Mission Control (JMC)： 用于打開和分析JFR記錄文件（.jfr 文件）的圖形化工具。您可以從 JDK.java.net/jmc 下載最新版本。

3. 在JAR文件上運(yùn)行JFR

要在JAR文件上啟動(dòng)JFR并記錄性能數(shù)據(jù)，您可以使用 java 命令配合特定的JVM參數(shù)。

3.1 基本啟動(dòng)命令

最基本的JFR啟動(dòng)命令如下所示，它會(huì)在應(yīng)用程序運(yùn)行結(jié)束后生成一個(gè)JFR記錄文件：

java -XX:StartFlightRecording:filename=dump.jfr -jar your_application.jar

命令解析：

立即學(xué)習(xí)“Java免費(fèi)學(xué)習(xí)筆記（深入）”；

• java：用于啟動(dòng)Java應(yīng)用程序的命令。
• -XX:StartFlightRecording:：這是一個(gè)JVM參數(shù)，用于啟動(dòng)JFR。
• filename=dump.jfr：指定了JFR記錄文件的名稱和路徑。如果未指定路徑，文件將生成在當(dāng)前工作目錄下。您可以自定義文件名，例如 my_app_performance.jfr。
• -jar your_application.jar：這是運(yùn)行您的Java應(yīng)用程序的標(biāo)準(zhǔn)方式，your_application.jar 是您需要分析的目標(biāo)JAR文件。

當(dāng)您的 your_application.jar 程序正常退出時(shí)，dump.jfr 文件將生成在指定位置。

3.2 配置記錄參數(shù)

JFR提供了豐富的配置選項(xiàng)，允許您精確控制記錄的內(nèi)容和時(shí)長。您可以指定記錄的持續(xù)時(shí)間、使用的配置模板等。

常用配置參數(shù)：

• duration=<time>：指定記錄的持續(xù)時(shí)間。例如，duration=60s 表示記錄60秒。如果未指定，JFR將持續(xù)記錄直到應(yīng)用程序退出。
• settings=<profile_name>：指定JFR的配置模板。
  • default：默認(rèn)模板，開銷極低，適合長時(shí)間監(jiān)控。
  • profile：分析模板，收集更多詳細(xì)數(shù)據(jù)，開銷略高，適合短期深度分析。
• name=<recording_name>：為本次記錄指定一個(gè)邏輯名稱，方便在JMC中識別。
• maxsize=<bytes>：指定記錄文件的最大大小。當(dāng)文件達(dá)到此大小時(shí)，JFR會(huì)開始覆蓋最舊的數(shù)據(jù)。
• maxage=<time>：指定記錄數(shù)據(jù)的最大保留時(shí)間。

示例：指定記錄時(shí)長和使用分析模板

超能文獻(xiàn)

超能文獻(xiàn)是一款革命性的AI驅(qū)動(dòng)醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)搜索引擎。

14

查看詳情

以下命令將啟動(dòng)JFR，記錄60秒的性能數(shù)據(jù)，并使用 profile 模板，將記錄保存為 my_app_60s_profile.jfr：

java -XX:StartFlightRecording:filename=my_app_60s_profile.jfr,duration=60s,settings=profile -jar your_application.jar

指定要基準(zhǔn)測試的內(nèi)容：

JFR默認(rèn)收集了非常廣泛的性能數(shù)據(jù)，包括：

• 垃圾回收 (Garbage Collection)： 暫停時(shí)間、吞吐量、各代GC事件。
• 內(nèi)存分配 (Memory Allocation)： 對象分配率、熱點(diǎn)分配位置。
• 熱點(diǎn)方法 (Hot Methods)： CPU消耗最高的方法調(diào)用棧。
• 線程活動(dòng) (Thread Activity)： 線程狀態(tài)、鎖競爭、阻塞情況。
• I/O 操作 (I/O Operations)： 文件I/O、網(wǎng)絡(luò)I/O。
• JVM 事件 (JVM Events)： JIT編譯、類加載等。

通過選擇不同的 settings 模板（如 default 或 profile），您可以調(diào)整收集數(shù)據(jù)的詳細(xì)程度。如果需要更精細(xì)的控制，您還可以創(chuàng)建自定義的JFR事件配置文件（.jfc 文件），并通過 settings=path/to/my_custom_settings.jfc 來加載。

4. 使用Java Mission Control (JMC) 分析JFR記錄

生成 .jfr 文件后，下一步是使用Java Mission Control (JMC) 來可視化和分析這些數(shù)據(jù)。

1. 啟動(dòng)JMC： 運(yùn)行您下載的JMC應(yīng)用程序。
2. 打開JFR文件： 在JMC的菜單中選擇 "File" -> "Open File..."，然后導(dǎo)航到您生成的 .jfr 文件并打開它。
3. 分析數(shù)據(jù)： JMC將加載并顯示JFR記錄中的各種性能數(shù)據(jù)。您可以通過左側(cè)的導(dǎo)航面板瀏覽不同的視圖，例如：
   • Overview (概覽)： 提供CPU使用率、內(nèi)存、GC活動(dòng)等的高級視圖。
   • Memory (內(nèi)存)： 詳細(xì)的堆使用、GC事件、內(nèi)存分配圖。
   • Threads (線程)： 線程活動(dòng)、鎖競爭、線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)。
   • Methods (方法)： 熱點(diǎn)方法分析，通常以火焰圖（Flame Graph）或調(diào)用樹的形式展示。
   • Events (事件)： 記錄的所有JFR事件的列表。

通過這些視圖，您可以直觀地識別應(yīng)用程序的性能瓶頸，例如高CPU消耗的方法、頻繁的GC暫停、內(nèi)存泄漏跡象或線程阻塞問題。

5. 注意事項(xiàng)

• JDK版本兼容性： 確保您的JDK版本支持JFR，并了解不同版本JFR的特性差異。JDK 11及以上版本提供了最便捷的使用體驗(yàn)。
• 開銷： JFR設(shè)計(jì)為低開銷，但選擇 profile 模板或長時(shí)間記錄大量事件仍會(huì)帶來一定的性能影響。在生產(chǎn)環(huán)境中使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的配置。
• 文件大?。?/strong> 長時(shí)間或高詳細(xì)度的JFR記錄文件可能會(huì)非常大?？紤]使用 maxsize 或 maxage 參數(shù)來限制文件大小。
• 安全性： JFR記錄可能包含應(yīng)用程序的敏感信息（如方法名、參數(shù)等），請妥善保管記錄文件。
• 自定義事件： 對于更高級的用例，您可以在應(yīng)用程序中集成JFR API來創(chuàng)建自定義事件，從而記錄特定業(yè)務(wù)邏輯的性能數(shù)據(jù)。