你不知道的5個(gè)JVM命令行標(biāo)志
本文是Neward & Associates的總裁Ted Neward為developerworks獨(dú)家撰稿“你不知道5個(gè)……”系列中的一篇，JVM是多數(shù)開發(fā)人員視為理所當(dāng)然的Java功能和性能背后的重負(fù)荷機(jī)器。然而，我們很少有人能理解JVM是如何進(jìn)行工作的—像任務(wù)分配和垃圾收集、轉(zhuǎn)動(dòng)線程、打開和關(guān)閉文件、中斷和/或JIT編譯Java字節(jié)碼，等等。
不熟悉JVM將不僅會(huì)影響應(yīng)用程序性能，而且當(dāng)JVM出問題時(shí)，嘗試修復(fù)也會(huì)很困難。
本文將介紹一些命令行標(biāo)志，您可以使用它們來診斷和調(diào)優(yōu)您的Java虛擬機(jī)性能。
1.DisableExplicitGC
我已記不清有多少次用戶要求我就應(yīng)用程序性能問題提供咨詢了，其實(shí)只要跨代碼快速運(yùn)行g(shù)rep，就會(huì)發(fā)現(xiàn)清單1所示的問題—原始Java性能反模式：
清單 1. System.gc();
- // We just released a bunch of objects, so tell the stupid
- // garbage collector to collect them already!
- System.gc();
顯式垃圾收集是一個(gè)非常糟糕的主意——就像將您和一個(gè)瘋狂的斗牛犬鎖在一個(gè)電話亭里。盡管調(diào)用的語法是依賴實(shí)現(xiàn)的，但如果您的JVM正在運(yùn)行一個(gè)分代的垃圾回收器（大多數(shù)是）System.gc();強(qiáng)迫VM執(zhí)行一個(gè)堆的“全部清掃”，雖然有的沒有必要。全部清掃比一個(gè)常規(guī)GC操作要昂貴好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，這只是個(gè)簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)問題。
您可以不把我的話放在心上—Sun的工程師為這個(gè)特殊的人工錯(cuò)誤提供一個(gè)JVM標(biāo)志；-XX:+DisableExplicitGC標(biāo)志自動(dòng)將System.gc()調(diào)用轉(zhuǎn)換成一個(gè)空操作，為您提供運(yùn)行代碼的機(jī)會(huì)，您自己看看System.gc()對(duì)于整個(gè)JVM執(zhí)行有害還是有利。
2.HeapDumpOnOutOfMemoryError
您有沒有經(jīng)歷過這樣的情況：JVM不能使用，不斷拋出OutOfMemoryError，而您又不能為自己創(chuàng)建調(diào)試器來捕獲它或查看出現(xiàn)了什么問題？像這類偶發(fā)和/或不確定的問題，通常使開發(fā)人員發(fā)瘋。
買者自負(fù)
并不是任何VM都支持所有命令行標(biāo)志，Sun/Oracle的VM除外。查明一個(gè)標(biāo)志是否被支持的最好方法是試用它，看它是否正常工作。倘若這些標(biāo)志在技術(shù)上是不支持的，那么，使用它們您要承擔(dān)全部責(zé)任。如果這些標(biāo)志中的任何一個(gè)使您的代碼、您的數(shù)據(jù)、您的服務(wù)器或您的一切消失得無影無蹤，我、Sun/Oracle和IBM都將不負(fù)責(zé)任。為以防萬一，建議先在虛擬（非常生產(chǎn)）環(huán)境中實(shí)驗(yàn)。
在這個(gè)時(shí)刻您想要的是，在JVM消亡之際捕獲堆的一個(gè)快照——正好-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError命令可以完成這一操作。
運(yùn)行該命令通知JVM拍攝一個(gè)“堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)快照”，并將其保存在一個(gè)文件中以便處理，通常使用jhat實(shí)用工具（我在上一篇文章中介紹過）。您可以使用相應(yīng)的-XX:HeapDumpPath標(biāo)志指定到保存文件的實(shí)際路徑。（不管文件保存在哪，務(wù)必確保文件系統(tǒng)和/或Java流程必須要有權(quán)限配置，可以在其中寫入。）
3.bootclasspath
定期將一個(gè)類放入類路徑是很有幫助的，這類路徑與庫存JRE附帶的類路徑或者以某種方式擴(kuò)展的JRE類路徑略有不同。（新Java Crypto API提供商就是一個(gè)例子）。如果您想要擴(kuò)展JRE，那么您定制的實(shí)現(xiàn)必須可以使用引導(dǎo)程序ClassLoader，該引導(dǎo)程序可以加載rt.jar中的java.lang.Object及其所有相關(guān)文件。
盡管您可以非法打開rt.jar并將您的定制實(shí)現(xiàn)或新數(shù)據(jù)包移入其中，但從技術(shù)上您就違反了您下載JDK時(shí)同意的協(xié)議了。
相反，使用JVM自己的-Xbootclasspath選項(xiàng)，以及皮膚-Xbootclasspath/p和-Xbootclasspath/a。
-Xbootclasspath使您可以設(shè)置完整的引導(dǎo)類路徑（這通常包括一個(gè)對(duì)rt.jar的引用），以及一些其他JDK附帶的（不是rt.jar的一部分）JAR文件。-Xbootclasspath/p將值前置到現(xiàn)有bootclasspath中，并將-Xbootclasspath/a附加到其中。
例如，如果您修改了庫中的java.lang.Integer，并將修改放在一個(gè)子路徑mods下，那么-Xbootclasspath/amods參數(shù)將新Integer放在默認(rèn)的參數(shù)前面。
4.verbose
對(duì)于虛擬的或任何類型的Java應(yīng)用程序，-verbose是一個(gè)很有用的一級(jí)診斷使用程序。該標(biāo)志有三個(gè)子標(biāo)志：gc、class和jni。
開發(fā)人員嘗試尋找是否 JVM 垃圾收集器發(fā)生故障或者導(dǎo)致性能低下，通常首先要做的就是執(zhí)行 gc。不幸的是，解釋 gc 輸出很麻煩 — 足夠?qū)懸槐緯８愀獾氖牵诿钚兄写蛴〉妮敵鲈诓煌?Java 版本中或者不在不同的 JVM 中會(huì)發(fā)生改變，這使得正確解釋變得更難。
一般來說，如果垃圾收集器是一個(gè)分代收集器（多數(shù)“企業(yè)級(jí)”VMs都是）。某種虛擬標(biāo)志將會(huì)出現(xiàn)，來指出一個(gè)全部清掃GC通路；在Sun JVM中，標(biāo)志在GC輸出行的開始以“[FullGC...]”形式出現(xiàn)。
想要診斷ClassLoader和/或不匹配的類沖突，class可以幫上大忙。它不僅報(bào)告類何時(shí)加載，還報(bào)告類從何處加載，包括到JAR的路徑（如果來自JAR）。
jni很少使用，除了使用JNI或本地庫時(shí)。打開時(shí)，它將報(bào)告各種JNI事件，比如，本地庫何時(shí)加載，方法何時(shí)彈回；再一次強(qiáng)調(diào)，在不同JVM版本中，輸出會(huì)發(fā)生變化。
5.Command-line-X
我列出了JVM中提供的我喜歡的命令行選項(xiàng)，但是還有一些更多的需要您自己發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行命令行參數(shù)-X，列出JVM提供的所有非標(biāo)準(zhǔn)（但大部分都是安全的）參數(shù)—例如：
-Xint，在解釋模式下運(yùn)行JVM（對(duì)于測(cè)試JIT編譯器實(shí)際上是否對(duì)您的代碼起作用或者驗(yàn)證是否JIT編譯器中有一個(gè)bug，這都很有用）。
-Xloggc:，和-verbose:gc做同樣的事，但是記錄一個(gè)文件而不輸出到命令行窗口。
JVM命令行選項(xiàng)時(shí)常發(fā)生變化，因此，定期查看是一個(gè)好主意。甚至，您深夜盯著監(jiān)控器和下午5點(diǎn)回家和妻子孩子吃頓晚飯，（或者在Mass Effect 2中消滅您的敵人，根據(jù)您的喜好），它們都是不一樣的。
結(jié)束語
在生產(chǎn)環(huán)境中，命令行標(biāo)志不是為永久使用而設(shè)計(jì)的——事實(shí)上，除了您終止用來調(diào)優(yōu)JVM垃圾收集器的標(biāo)志，沒有一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)命令行標(biāo)記是專用于生產(chǎn)使用的。但是，作為工具來刺探在其他方面完全不透明的虛擬機(jī)的內(nèi)部工作，是非常有用的。
關(guān)于作者
Ted Neward是Neward & Associates的主管，負(fù)責(zé)有關(guān)Java、.NET、XML服務(wù)和其他平臺(tái)的咨詢、指導(dǎo)、培訓(xùn)和推介他現(xiàn)在居住在華盛頓州西雅圖附近。
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