23.2Monitoringprogramme vom JDK 

Java ist eine beliebte Technologie auf der Serverseite, und da ist das Überwachen einer JVM sehr wichtig. Im bin-Verzeichnis vom JDK bringt Oracle daher eine ganze Reihe von Tools mit, von denen wir uns einige anschauen wollen.

 

23.2.1jps 

Das Programm jps ist das Java Virtual Machine Process Status Tool und liefert alle laufenden Java-Programme mit einem lokalen VM-Identifizierer:

Denkbare Optionen sind zum Beispiel:

• -l listet den Paketnamen der Klasse mit dem main(String[]) auf.

• -m zeigt die an die main(String[])-Methode übergebenen Argumente an.

• -v und -V zeigen die an die JVM übergebenen Parameter an.

Mehr Details gibt es unter http://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/windows/jps.html.

jps selbst ist auch in der Liste. In dieser Sitzung ist die ID von Eclipse 1111. Die folgenden Beispiele nutzen die Eclipse-ID für zusätzliche Anfragen.

 

23.2.2jstat 

Mit jstat, dem Java Virtual Machine Statistics Monitoring Tool, ist es möglich, Performance-Statistiken zu erfragen:

Die Ausgaben zeigen zum Beispiel mit FGC die Anzahl der automatischen Speicherbereinigungsereignisse an. Die ID 1111 erfahren wir vom Tool jps. Die Seite http://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/windows/jstat.html schlüsselt die Abkürzungen auf.

 

23.2.3jmap 

Das Memory-Map-Tool namens jmap zeigt eine Liste mit der Anzahl der Exemplare von Java-Objekten und zeigt auch, wie viel Hauptspeicher sie verbrauchen. Für Eclipse ist die Anzahl der Objekte sehr groß, sodass die Ausgabe hier gekürzt ist:

Weitere Details sind unter http://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/windows/jmap.html zu finden.

 

23.2.4jstack 

Das Stack-Trace-Programm jstack zeigt laufende Threads an, zusammen mit Informationen über den durch Monitore erzwungenen Wartezustand. Ein Ausschnitt für die Eclipse-Threads:

Zum Stack-Trace der Threads gibt es weitere Informationen unter http://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/windows/jstack.html.

 

23.2.5jcmd 

Mit dem Kommandozeilenprogramm jcmd lassen sich Diagnosekommandos zu einer laufenden JVM schicken.[ 153 ](http://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/windows/jcmd.html) Die Java-Programme werden wieder über eine PID identifiziert, die jcmd auch anzeigen kann:

Eclipse hat die PID 1111 und das Tool selbst – das bei jedem Starten natürlich eine neue PID bekommt – 18868.

Interessant wird jcmd dadurch, dass sich Diagnose-Kommandos senden lassen. Als Erstes steht die PID, dann folgt das Kommando. Um eine Übersicht über die Häufigkeit von geladenen Klassen zu bekommen, ist GC.class_histogram zu nutzen:

Auf der Hilfeseite sind die Kommandos nicht aufgeführt, weil sie abhängig von der jeweiligen JVM sind und nicht im Tool jcmd selbst verankert sind. Daher müssen sie dynamisch von einem laufenden Java-Programm erfragt werden. Unser Elcipse-Prozess hatte die PID 2484, und dann kommt die Option help zum Einsatz:

Wie die letzte Zeile verrät, gibt ein angehängtes Kommando weitere Informationen, etwa

 

23.2.6VisualVM 

VisualVM ist eine grafische Oberfläche mit einfachen Profiling-Möglichkeiten und bettet Kommandozeilenwerkzeuge wie jstack ein. VisualVM ist Teil vom JDK, aber eine aktuelle Version findet sich immer unter http://visualvm.java.net/. Im JDK befindet es sich wie die anderen Tools im bin-Verzeichnis und hört auf den Namen jvisualvm. Wir wollen die mitgelieferte Version nutzen. Beim ersten Mal müssen wir eine Kalibrierung starten, doch dann öffnet sich schon die grafische Oberfläche. Wählen wir links im Baum Local • VisualVM aus, so schauen wir uns die Zustände, etwa den Speicherbedarf und die Thread-Auslastung des Programms VisualVM selbst an (siehe Abbildung 23.1).

Durch den Speicher wühlen – Heap-Dump

Visual VM bietet die großartige Möglichkeit, sich während der Laufzeit zu einem Programm zu verbinden und über die Objektverweise zu navigieren. Unser Beispiel soll ein kleines Programm HeapUser sein, von dem wir später die vier Objektvariablen untersuchen wollen:

Abbildung 23.1Screenshot der VisualVM

Listing 23.1HeapUser.java

Starten wir das Programm und VisualVM läuft noch im Hintergrund, so erkennt VisualVM automatisch das gestartete Programm und aktualisiert die Baumansicht unter local.

Im Kontextmenü lässt sich über HeapUser der Heap-Dump erfragen.

Abbildung 23.2Heap-Dump anzeigen

Nach dem Aktivieren des Schalters Classes sind alle geladenen Klassen aufgeführt, und es ist zu sehen, wie viele Exemplare es von den Klassen gibt.

Abbildung 23.3Anzeige der geladenen Klassen mit Statistik

Unten gibt es ein Suchfeld, in welches wir »HeapUser« eintragen. Es bleibt eine Klasse in der Liste.

Abbildung 23.4Suchen nach »HeapUser«

Im Kontextmenü lässt sich nun Show in Instances View aufrufen.

Abbildung 23.5Exemplare vom Typ HeapUser anfordern

Die folgende Ansicht bildet den Ausgangspunkt für exploratives Arbeiten.

Abbildung 23.6Attribute und Belegungen einsehen

Links ist die Instanz abgebildet, die wir untersuchen. Das ist HeapUser, von dem es genau ein Exemplar gibt (#1). Rechts gibt es zwei Einteilungen. In der oberen Einteilung können wir die Objekteigenschaften vom links ausgewählten Objekt sehen und durch die Baumansicht tiefer hineinzoomen. So enthält this, also das ausgewählte Objekt, die Variablen heapUser, list, date und string. An den auf sich selbst verweisenden Pfeilen an heapUser lässt sich – die Symbole werden in einer Art Statusleiste kurz erklärt – erkennen, dass die Variable heapUser das eigene Objekt referenziert. Falten wir list auf, so sehen wir die Objektvariablen der ArrayList-Instanz im Baum, und unter anderem lässt sich die size ablesen, also die Anzahl der Elemente in der Liste. elementData wiederum ist ein Knoten, der sich auffalten lässt, er repräsentiert das interne Feld – die eckigen Klammern deuten den Typ »Feld« an – der ArrayList. Wird er ausgefaltet, gelangen wir zu den beiden Strings. Im unteren Bereich der Einteilung, bei References, ist abzulesen, wer das selektierte Objekt referenziert. Es gibt zwei Stellen, an denen das untersuchte Objekt HeapUser referenziert wird: Einmal über die lokale Variable in der main-Methode, und einmal über die Objektvariable.

Profiling von Java-Applikationen

Ein Profiler zeigt an, an welchen Stellen ein Programm Prozessorzeit verbraucht. Auf der Webseite http://visualvm.java.net/profiler.html stellt Oracle eine Dokumentation bereit, wie VisualVM als Profiler genutzt wird.