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JFR 诊断增强

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课程介绍

重点介绍JFR历史,介绍其优势性能 。

 

JFR诊断增强

 

一、概览  

 

1、历史

JFR技术最早起源于JRockit,这项技术最初被设计用于收集虚拟机的各项性能指标,帮助提高虚拟机的性能。在Oracle收购后,这项技术被合并后入OracleJDK中成为商业特性-JDK 7u4+。

最早发布在OracleJDK,期中用户没有办法在生长环境免费使用,幸运的是在2018年,这项技术正式开源于OpenJDK11中,两年后在多个公司的努力下JFR被移植到主流版本OpenJDK8u中,开发者可以在生产环境中免费使用。

2、JFR是什么

JFR是基于事件的数据收集、tracing框架,同时他的完整实践内建于Jdk中。同时,他是一个低开销、生产级别可用的工具,在默认配置下,开销能够控制住2%以内。JFR提供了一套完成的Java API,能够帮助用户自定义和消费事件同时控制JFR的各种行为。

 

3、优势

相对于传统的Java应用数据收集方案(MX Bean、Java/Native Agent) , JFR的优势:

1、一套标准的API, 允许用户自定义事件

2、默认提供数据持久化和磁盘rotate的能力

3、完善的内存消耗控制策略,高效压缩的二进制数据格式

4、可以收集JVM内部最底层的信息, 传统的方案几乎无法低开销地实现

5、应用异常退出时,仍然可以保证数据的完整性和一致性,保证最终的数据能够正常被解析

6、使用场景:在线的性能分析,问题排查以及持续监控 Profiling&Troubleshooting&Monitoring

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从图中我们可以看出JFR相对于常用的日字记录组件在性能上有着质的提升。

二、基础

1、Event

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对于所有JFR事件来说,有着统一的格式,除了事件大小以及事件ID这类基础信息外,每个事件中还包含了开始时间,消耗时间以及所属现场的ID等等消息,在实线上,JFR为了存储空间的使用效率,使用了变长枕术压缩算法。

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JFR为了提高记录事件的效率,能够在最大程度降低开销,在实线上,每个需要记录JFR事件的现成,都会维护自己的缓存用于记录局部的事件,当局部缓存满后,会将其中内容拷贝到全剧缓存中,最后会被刷出到磁盘文件中,而每一个磁盘文件中的内容都能够被单独解析,因为他包含了所有的数据,文件内容也使用了自描述的格式,保证了数据的完整性和一致性。

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JDK默认提供了超过140个的内置事件,覆盖了各个模块,比如在环境角度,用户能够通过JFR收集到os、cpu层面的数据,在执行角度,用户能搜集到网络文件io等数据以及电动站的数据,在gvm角度,用户能够收集到内加载、垃圾回收器以及及时编译器的数据。

1、Api

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API是一套核心的注解,这套注解能够帮助用户自定义事件,比如用户能够通过内幕注解来定义事件的名称,通过Enabled的注解来定义事件,是否被默认打开,通过StackTrace注释来定义事件是否需要记录站的信息,任务通过这套核心注解以及基础类库,能够完成自定义事件的定义。

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例:图中定义了一个“Hello JFR”事件里面包含了一个message字段,用户能够通过API完成事件的记录。首先用户需要创建一个事件对象,然后通过begin和commit API,来完成事件的记录。

1、Command

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在启动阶段JFR提供了一个参数,能够帮助用户在启动阶段开启一次JFR的记录,同时提供了jcommand的几个命令来帮助用户在运行期间来控制JFR的行为,最后他也提供了JFR命令,来帮助用户打印转储文件中的JFR事件信息。

例子:

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首先在本地环境准备一个支持JFR的JDK,图片中提供了openJDK 15,用户可以选择openJDK8u 262之后的版本或者openJDK 11以及以上的版本,用来进行演示。

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在启动参数中增加StartFlatRecording参数来开启一次记录,在demo中通过name来标注这次记录的名称叫demo,在启动之后会有一段录制输出,来标记这次飞行记录的生效。

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在期间,可以通过JFR.check命令来检查我们记录的配置信息,图中我们可以看出这次记录会去记录各类事件,比如ActRecording事件等。

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在运行一段时间以后,我们能通过dump命令将这期间采集到的JFR事件dump到文件中,我们需要指定recording的名字以及目标,dump文件的路径,最终我们可以从图中看到文件大小为420k。

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有了dump文件,我们就可以用JFR命令输出文件中的事件信息,图中使用了summary命令,可以看到文件中各类事件的基础信息,例如monitorwait事件总共发生了4148次,占用了约100k的大小,用户也可以用print命令来打印更详细的信息。

一、监控

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JFR最初被设计用来问题排查和性能分析上,为了能够让JFR应用于持续监控中,Oracle开源了JEP 349特性:JFR Event Streaming,这个特性提拱了一系列的API,能够让用户连续消费JFR事件,保证额外的开销控制在1%以内,目前已经在openJDK14中正式开源,而阿里巴巴Dragonwell 8.5.4也将这个特性集成进来,从图中我们可以看到,用户能够通过recordingString API以及eventString API来进行特定事件的特定操作。

1、Visualization

在可视化角度,官方提供了JDK mission control 一款桌面软件来帮助用户来进行JFR文件的分析。

在生产环境,我们能够通过agent将JFR数据转换成指标数据,通过目前比较流行的可视化工具,比如granafa进行JFR数据的分析。

 

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