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Java Flight Recorder（JFR）曾經是Oracle JDK的商業附加組件。 由于它最近與Java Mission Control一起開源，因此使用OpenJDK 11的每個人現在都可以免費使用此出色的工具對Java應用程序進行故障排除。 JFR以前是專有解決方案，對于那些依賴OpenJDK早期版本的人來說，它可能鮮為人知。 因此，我認為有必要寫一篇有關在OpenJDK 11中使用JFR的新文章。

1.概述

關于Java Flight Recorder

JFR是一種分析工具，用于從正在運行的Java應用程序中收集診斷信息和分析數據。 它的性能開銷可以忽略不計，通常低于1％。 對于運行時間較短的應用程序，此開銷可能會超出該開銷，因為JFR在啟動時需要一些預熱時間。

使用JFR診斷錯誤的應用程序可能會大大縮短解決時間。 異常從出現的最初就可以看出，隨著它的發展，最終直到導致應用程序崩潰的那一點。 當然，并非所有問題都那么嚴重。 JFR收集有關正在運行的線程，GC周期，鎖，套接字，內存使用量以及更多內容的數據。

Java Flight Recorder開源

正如我在介紹中提到的那樣，該功能曾經是Oracle JDK的專有功能，并且正式地它僅適用于付費的Oracle客戶。 實際上，您可以使用-XX:+UnlockCommercialFeatures -XX:+FlightRecorder標志啟用它，并且早期的JVM不會強制使用許可證密鑰或類似的東西。

Oracle公司的Mark Reinhold希望更快地推動Java的發展，并從某些發布周期為六個月的Linux操作系統中汲取了靈感。 我認為他可能想到過Ubuntu，盡管他沒有提及。 但是，從版本9開始的Java SE確實具有可預測的六個月發布周期。

長話短說，為了縮短發布時間，他們現在在單一代碼庫上工作，這使得Oracle JDK和OpenJDK構建可以互換。 最終， 從Java 11開始，Oracle在開源GPL和商業許可下提供了JDK版本 。 如果您習慣于免費獲取Oracle JDK二進制文件，請下載OpenJDK構建，它們在功能上是相同的。

結果，JFR獲得了開源，并通過單一代碼庫簡化了發布過程，從而使OpenJDK對開發人員更具吸引力。

JFR包裝差異

使用-XX:+UnlockCommercialFeatures選項時，Oracle JDK 11會發出警告，而OpenJDK無法識別此選項并報告錯誤。

Java Mission Control也是開源的

JMC是用于打開JFR產生的生產時間性能和診斷記錄的客戶端工具 。 JMC還提供了其他功能，例如JMX控制臺和堆轉儲分析器。 從7到10的Oracle JDK版本包含JMC，但已將其分離，現在可以單獨下載獲得 。

JMC最近也已經開源 ，這意味著現在使用OpenJDK 11的任何人都可以使用整個工具集（JFR + JMC）。在撰寫本文時，第一個開源JMC版本7尚未發布到GA，但是提供了早期訪問版本。

2.使用飛行記錄器

我一直沒有在生產中連續使用JFR，因為那樣會違反Oracle JDK的許可證。 為了發展，一切都可以根據我的最佳知識來使用。 因此，使用Oracle JDK的人們（沒有支持合同）最終不得不在其開發機器上本地重現性能問題。

好吧，那么，讓我們看一些代碼。 這將是對Java Flight Recorder的基礎知識的簡單演示，我在為給我們一些調試目的方面有些麻煩。

public class OOMEGenerator {static BlockingQueue<byte[]> queue = new LinkedBlockingQueue<>();public static void main(String[] args) {new Thread(new Consumer()).start();new Thread(new Producer()).start();}static class Producer implements Runnable {public void run() {while (true) {queue.offer(new byte[3 * 1024 * 1024]);try {Thread.sleep(50);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}static class Consumer implements Runnable {public void run() {while (true) {try {queue.take();Thread.sleep(100);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}}}}

為了展示經典的OOME，我們可以將新對象添加到集合中。 我選擇了這一模式，因為我經常在生產中看到這種特殊模式。 也就是說，有兩個（或更多）組件，其中一些產生新的對象，而某些消耗這些對象。 該問題源于以下事實：組件用來通過其進行通信的內部緩沖區的容量可能不受限制。

當我說可能是無界的時，我的意思是緩沖區大小乘以一個平均對象的大小，它是如此之大，一段時間后，它只是吞噬了所有堆空間。 通常可能要花費數小時，數天或一周的時間，但最終會發生OutOfMemoryError 。

開發人員通常認為在日志中看到OutOfMemoryError肯定反映了編程錯誤和內存泄漏。 有時，堆轉儲分析可以肯定地確認或混淆這一點，但是在某些情況下，它不是黑色還是白色，而您根本無法分辨。 在這些情況下，具有歷史數據的JFR成為資源。

啟用JFR

我們可以從上面的簡短程序中看到一個OutOfMemoryError ，它需要一些時間，但是這將會發生。 借助JFR，我們可以詳細了解GC的時間，CPU使用率以及許多其他方面的時間過程以及錯誤的特征。

% java \-Xmx1024m \-Xlog:gc*=debug:file=gc.log:utctime,uptime,tid,level:filecount=10,filesize=128m \-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=heapdump.hprof \-XX:StartFlightRecording=\disk=true, \dumponexit=true, \filename=recording.jfr, \maxsize=1024m,\maxage=1d,\settings=profile \path-to-gc-roots=true \OOMEGenerator Started recording 1. Use jcmd 5469 JFR.dump name=1 to copy recording data to file.Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap spaceat nl.wizenoze.storm.OOMEGenerator.main(OOMEGenerator.java:12)22.31s user 3.46s system 24% cpu 1:43.94 total

我在生產中使用這些調試設置。 從這種意義上說，這些JVM參數也為我自己提供了一個注釋，當我需要它們時，我會在這里找到它們。

與JFR相關的是突出顯示的部分（第5-11行）。 默認情況下，記錄的最大大小，最長的期限或記錄的數據均不受限制。 我嘗試了各種設置，并應用了maxage和maxsize被證明是有用的。 在早期的JDK版本中，JFR曾經具有更多設置，但是在版本11中它們簡化了它們。

我想提醒您注意dumponexit選項。 在正常情況下，通常在停止捕獲數據時將記錄寫入磁盤。 當JVM終止時，自然會發生這種情況。 但是，根據我的經驗，當終止異常時，例如當堆空間不足時，則記錄的大小可能為零字節。 盡管JFR設置的文檔不是很清楚dumponexit有什么區別，但是我觀察到，應用它對于從有問題的JVM中捕獲數據是有利的。

JFR帶有兩個出廠的配置文件（ default和profile ），它們定義了應將哪些事件保留到捕獲的記錄中。 如果未指定設置選項，則使用default配置文件。 在此示例中，我使用了更廣泛的配置文件事件定義，還啟用了跟蹤GC根目錄的路徑。 這些會給運行中的JVM帶來更高的開銷，我不建議在生產環境中使用它們。

按需捕獲記錄

只要有JVM，就會將性能數據寫入磁盤，但是可以在任何給定時間使用JCMD實用程序按需導出記錄。 JFR.check命令返回有關當前正在運行的記錄的詳細信息。

% jcmd PID JFR.check name=1 14647: Recording 1: name=1 maxsize=1.0GB maxage=1d (running)

除此之外， JFR.dump允許您導出到目前為止已記錄的所有內容，而不必等待正在運行的JVM終止或停止記錄。

%jcmd 5469 JFR.dump name=1 filename=dump.jfr

JCMD實用程序提供了其他故障排除選項 。

分析JFR錄音

如前所述，JMC必須單獨下載。 盡管它只是一個早期訪問版本，但我發現它完全可用，而沒有遇到重大故障。 在JMC 6中，添加了“自動分析結果”屏幕，以幫助工程師更快地診斷問題。 我一直在使用較舊的JMC 5.5版本，發現此版本很有用，并且確實提供了有用的技巧。 它已正確地將OOMEGenerator$Producer標識為正在生成的源或大對象，并且還建議平衡線程之間的分配率。

從內存視圖的角度來看，它是可以的，它提供了堆使用情況的圖表，但是由于某些原因，缺少了對象直方圖列表中的數字。 由于JMC的較舊版本無法打開此錄音，因此我不知道該錄音的樣子。 我認為這可能是一個錯誤。

看到GC暫停時間以及堆大小分配更改也很有用，但是在較早的JMC版本中，這種情況看起來更好。

3.注意事項

• JFR記錄不向后兼容 -由OpenJDK 11產生的記錄不向后兼容，并且較舊的JMC版本（嘗試5.5和6）不會打開它們
• JMC 7仍是一個早期訪問版本 – GA中的功能可能會更改，某些錯誤可能會在此處和那里出現。
• 官方Docker映像中存在一個錯誤 –啟用JFR時阻止JVM啟動
• JMC 7無法分析HPROF文件 -盡管OpenJDK的Wiki聲明它能夠做到這一點

4。結論

Java Flight Recorder（JFR）是一種概要分析工具，用于從正在運行的Java應用程序中收集診斷信息和概要分析數據。 它收集有關正在運行的線程，GC周期，鎖，套接字，內存使用量以及更多內容的數據。 JFR和Java Mission Control（一種用于分析記錄的工具）已經開源，并且不再是Oracle的專有產品。 Oracle的這一舉動使OpenJDK對開發人員更具吸引力。

從11版開始，Java Mission Control尚未與JDK捆綁在一起，但可以單獨下載獲得 。

使用偽應用程序，我們有意生成了OutOfMemoryError ，捕獲了堆轉儲和JFR記錄，并使用JMC分析了后者。

JFR和JMC是OpenJDK開源領域中的新事物，OpenJDK 11在撰寫本文時也很新，因此必須經過一段時間才能使這些工具成熟。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2018/12/using-java-flight-recorder-openjdk-11.html

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總結

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