任何Java內(nèi)存分析的目標(biāo)都是檢查應(yīng)用程序的內(nèi)存消耗。它包括分析應(yīng)用程序響應(yīng)時(shí)間或CPU使用情況對(duì)內(nèi)存容量的影響。例如，應(yīng)用程序響應(yīng)時(shí)間可能會(huì)造成內(nèi)存不足和泄漏，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的不穩(wěn)定性。

此外，Java內(nèi)存分析還包括查明導(dǎo)致這些內(nèi)存問(wèn)題的進(jìn)程的方法。這些過(guò)程包括檢查過(guò)度的垃圾收集。例如，如果垃圾收集影響響應(yīng)時(shí)間，則解決方案是優(yōu)化配置。

請(qǐng)記住，對(duì)于配置中的每一項(xiàng)更改，其效果必須是減少影響。有時(shí)，優(yōu)化配置時(shí)問(wèn)題無(wú)法解決。在這種情況下，考慮其他情況。例如，查看分配模式并分析內(nèi)存使用情況本身。

內(nèi)存分析是一個(gè)廣泛的話題，但這里有一些重要的方面需要考慮：

逃逸分析

Java對(duì)象被創(chuàng)建并存儲(chǔ)在堆中。在Java中，開(kāi)發(fā)人員不決定是否應(yīng)該在堆棧中生成對(duì)象。然而，在實(shí)踐中，應(yīng)該希望在堆棧上分配一個(gè)對(duì)象。主要是因?yàn)槎褩Ｉ系膬?nèi)存分配比堆中的內(nèi)存分配便宜。此外，堆棧上的釋放是免費(fèi)的，堆棧由運(yùn)行時(shí)有效管理。

因此，逃逸分析用于檢查對(duì)象是否僅用于線程或方法。JVM執(zhí)行轉(zhuǎn)義分析，并決定是否在堆棧上創(chuàng)建對(duì)象。在堆棧上創(chuàng)建對(duì)象將提高Java應(yīng)用程序的性能。

監(jiān)視垃圾收集

通常，垃圾收集是一個(gè)收集當(dāng)前未分配的資源的過(guò)程。然后，它啟動(dòng)釋放，以便應(yīng)用程序可以再次使用它。

根據(jù)JVM垃圾收集器，只要它根本不包含任何引用，它就會(huì)從內(nèi)存中釋放Java對(duì)象。JVM會(huì)自動(dòng)收回不再使用的內(nèi)存。如前所述，工作的垃圾收集器應(yīng)該自動(dòng)釋放不再引用的對(duì)象的內(nèi)存。要查看垃圾收集器是否正常工作，請(qǐng)將命令行參數(shù)-verbose:gc添加到虛擬機(jī)。

不同的語(yǔ)言有不同的機(jī)制。例如，Python有一個(gè)稱為引用計(jì)數(shù)的附加功能，作為其垃圾收集模塊的一部分。另一方面，Java垃圾收集特性非常嚴(yán)格，這使得Java成為一種內(nèi)存安全的語(yǔ)言。

現(xiàn)在，如果是這樣的話，為什么我們?nèi)匀恍枰狫ava內(nèi)存分析?

答案很簡(jiǎn)單。有些Java應(yīng)用程序符合其內(nèi)存管理，并且性能良好。然而，并非所有Java應(yīng)用程序都是平等的。因此，有一些復(fù)雜的Java應(yīng)用程序由于內(nèi)存限制而性能較差。

當(dāng)應(yīng)用程序有太多已分配對(duì)象并且分配得太快時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種情況。由于年輕一代很快就滿了，所以流失率很高，因此必須觸發(fā)垃圾收集器(GC)。記住，高流失率可能會(huì)妨礙最佳發(fā)電規(guī)模。因此，開(kāi)發(fā)人員在嘗試優(yōu)化垃圾收集本身之前，應(yīng)該在代碼中解決這個(gè)問(wèn)題。

Java GC可以在不溢出舊一代的情況下進(jìn)行管理。然而，這種方法以犧牲應(yīng)用程序的性能為代價(jià)?？紤]到Java內(nèi)存管理不允許開(kāi)發(fā)人員超出分配的內(nèi)存。當(dāng)內(nèi)存消耗超出其分配時(shí)，將引發(fā)錯(cuò)誤或異常。

檢查應(yīng)用程序的總體內(nèi)存使用情況

jvisualvm是Java的內(nèi)存分析工具之一，用于分析Java應(yīng)用程序的運(yùn)行時(shí)行為。它跟蹤正在運(yùn)行的Java程序，檢查其內(nèi)存和CPU消耗。此外，它還用于創(chuàng)建內(nèi)存堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)，以分析堆中的對(duì)象。

通常，如果應(yīng)用程序中的進(jìn)程運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)或內(nèi)存消耗高，則該進(jìn)程被認(rèn)為是擴(kuò)展的。程序的總使用或可用內(nèi)存可通過(guò)以下方式在程序中獲得：

java.lang.Runtime.getRuntime();

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監(jiān)控執(zhí)行的操作或方法

Java內(nèi)存分析的一部分是監(jiān)視應(yīng)用程序中執(zhí)行的操作或方法。開(kāi)發(fā)人員通常使用基于事件的測(cè)量方法來(lái)分析各個(gè)方法的執(zhí)行。這是在每個(gè)方法調(diào)用的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)使用日志和時(shí)間戳完成的。結(jié)果是調(diào)用單個(gè)方法的總次數(shù)以及每次調(diào)用的確切執(zhí)行時(shí)間。

JVM工具接口(JVM TI)是Java運(yùn)行時(shí)中的一個(gè)特殊回調(diào)，在方法執(zhí)行的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)調(diào)用。然而，此過(guò)程的開(kāi)銷很高，可能會(huì)影響應(yīng)用程序的運(yùn)行時(shí)行為。因此，尋找使用字節(jié)碼檢測(cè)的現(xiàn)代性能測(cè)量方法。它減少了開(kāi)銷，提高了應(yīng)用效率。

檢查應(yīng)用程序使用或加載的內(nèi)存類/庫(kù)

當(dāng)構(gòu)建一個(gè)復(fù)雜的Java應(yīng)用程序時(shí)，預(yù)計(jì)某些事情最終會(huì)失敗，或者會(huì)遇到OutOfMemoryException。內(nèi)存問(wèn)題總是帶來(lái)新的和意想不到的挑戰(zhàn)。因此，內(nèi)存分析的最佳實(shí)踐之一是檢查應(yīng)用程序正在使用或正在加載的內(nèi)存類和庫(kù)。

監(jiān)視Java線程

活動(dòng)Java線程是另一個(gè)要監(jiān)視的JVM內(nèi)存度量。在深入研究線程背后的概念之前，這里有兩種類型的Java線程需要研究：

l 守護(hù)線程——這是用戶線程的服務(wù)提供者。JVM創(chuàng)建守護(hù)進(jìn)程線程。守護(hù)進(jìn)程線程的生命取決于用戶線程，因此它們的優(yōu)先級(jí)較低。它們執(zhí)行垃圾收集和其他內(nèi)務(wù)處理過(guò)程。

l 用戶線程——由應(yīng)用程序或用戶創(chuàng)建。這些是高優(yōu)先級(jí)線程，JVM將等待它們完成任務(wù)。

線程可能會(huì)創(chuàng)建或破壞應(yīng)用程序。如果線程數(shù)太多，會(huì)降低響應(yīng)時(shí)間。這意味著線程數(shù)越高，處理器利用率越高。這背后的原因是每個(gè)線程所需的處理能力。要在線程之間頻繁切換，需要處理能力。

當(dāng)預(yù)期有大量并發(fā)請(qǐng)求時(shí)，使用的線程數(shù)會(huì)增加。需要注意的是，這將減少應(yīng)用程序用戶的響應(yīng)時(shí)間。

你可以相應(yīng)地管理線程。例如，線程尤其適用于處理并發(fā)任務(wù)，如獲取數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫(kù)。開(kāi)發(fā)人員使用線程來(lái)提高應(yīng)用程序的性能，特別是當(dāng)他們有I/O時(shí)。但是，請(qǐng)注意，當(dāng)有大量線程執(zhí)行并發(fā)工作時(shí)，問(wèn)題很普遍。

另一個(gè)需要考慮的重要問(wèn)題是線程開(kāi)銷，這會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用程序的總體速度下降。創(chuàng)建和銷毀線程時(shí)會(huì)發(fā)生這種情況。此外，在保存和恢復(fù)線程狀態(tài)時(shí)會(huì)發(fā)生開(kāi)銷。由于硬件資源有限且共享，因此存在開(kāi)銷。

使用Retrace進(jìn)行JMX監(jiān)視

Java是一種健壯的編程語(yǔ)言，它提供了處理內(nèi)存消耗的工具和功能。此外，有許多方法可以執(zhí)行Java內(nèi)存分析。你可以選擇更多以內(nèi)存為中心的評(píng)測(cè)工具。一些工具專門用于Java內(nèi)存泄漏分析或具有嚴(yán)格功能的通用APM，以監(jiān)控應(yīng)用程序。

Java管理擴(kuò)展(JMX)是一種用于監(jiān)視和管理Java應(yīng)用程序的Java技術(shù)。它在開(kāi)發(fā)人員中得到廣泛接受，因?yàn)樗С滞ㄓ霉芾硐到y(tǒng)。此外，它在應(yīng)用程序需要注意時(shí)提供通知。此外，它還會(huì)更改應(yīng)用程序的狀態(tài)，以提供問(wèn)題的解決方案。JMX是一個(gè)強(qiáng)大的工具。當(dāng)JMX與Retrace配對(duì)時(shí)，它會(huì)顯示應(yīng)用程序的整體性能指標(biāo)。