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簡單介紹

構建高性能的Java應用過程中，必然會遇到各種各樣的問題，像CPU飆高、記憶體泄漏、應用奔潰，以及其他疑難雜症，這時可以使用Serviceability Agent（SA）。SA是JDK提供的一個強大的調試工具集，適用於語言層和虛擬機層，支持調試運行著的Java進程、core文件和虛擬機crash之後的dump文件。

SA的優點：可以呈現出類對象、能夠識別出Java堆、堆邊界、堆內對象、載入的類描述、棧記憶體、線程狀態等信息。

安裝

首先，我使用的操作系統版本是：macOS 10.12.6進。SA提供了兩個調試工具：圖形化的調試工具（HSDB）和命令行工具（CLHSDB）。這裡我們演示下如何在Mac下啟動SA HSDB。

1. 設置JAVA_HOME變數：export JAVA_HOME=/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_101.jdk/Contents/Home/
2. SA HSDB的入口在$JAVA_HOME/lib/sa-jdi.jar中，main方法在sun.jvm.hotspot.HSDB中，因此使用命令：sudo java -cp $JAVA_HOME/lib/sa-jdi.jar sun.jvm.hotspot.HSDB，就可以啟動HSDB調試器（入下圖所示）

使用模式

單擊左上角的File按鈕可以看到：下拉框里指出了SA HSDB的三種使用模式：

1. 鏈接到本地Hotspot進程上；
2. 鏈接到core文件；
3. 連接到遠程的伺服器進行Debug；

入門示例

這裡我以自己維護的一個Java應用為例，演示了SA HSDB最重要的一些功能。我在本地啟動了該服務，使用jps -l命令可以看到該服務的PID是51926，我使用第一種調試模式。

SA是快照調試器，因此，當在上圖中點擊OK的時候，account的Java進程會被暫停，直到我們斷開對該進程的調試，而SA HSDB顯示的則是SA剛剛鏈接上account進程那個時間點的進程快照，入下圖所示。

常用工具

左側的下拉列表主要是一些常用的工具，分別介紹如下【其他功能暫時不常用，可以遇到問題了再研究】：

1. 類瀏覽器（Class Browser）：可以查看account的Java進程中載入的類；遇到OOM異常時，可以使用這個工具分析有哪些類是不需要載入的，當然，也可以分析希望載入但是沒載入的情況；

   

2. 死鎖檢測（Deadlock Detection）：檢測Java代碼層面的死鎖，如果線程中存在死鎖，則會顯示線程死鎖的信息和他們等待的鎖；

3. 對象檢視器（Interceptor）：可以查看Java線程對象的基本信息，也可以查看虛擬機內部的C++結構體信息；

   

4. 對象直方圖（Object Histogram）：可以查看當前堆記憶體中對象的直方圖，該工具在排查記憶體泄漏和OOM類問題的時候非常有效

   

快捷圖標

右側的小視窗上面有四個圖表，是一些快捷方式；分別介紹如下：

1. 進程檢視器：給出線程對象的VM中間表示形式（即開發者可以看懂的格式）

2. 棧記憶體：顯示選中進程的棧記憶體數據

   

   • 左起第1欄是記憶體地址，請讓我提醒一下本文里提到“記憶體地址”的地方都是指虛擬記憶體意義上的地址，不是“物理記憶體地址”，請不要弄混了這倆概念；
   • 第2欄是該地址上存的數據，以字寬為單位，本文例子中我是在macOS上跑64位的JDK8的HotSpot VM，字寬是64位（8位元組）；
   • 第3欄是對數據的註釋，豎線表示範圍，橫線或斜線連接範圍與註釋文字

3. 棧調用路徑：顯示線程的調用路徑，可以看到方法名和地址，並能超鏈到方法的詳細信息

4. 線程的基本信息：包括線程狀態、線程ID等等

SA的其他工具

1. FinalizerInfo：該工具可用於列印出目標虛擬機所有可銷毀對象的詳細信息；
2. HeapDumper：該工具可以用hprof格式轉儲Java堆的快照信息（類似於jmap命令）；
3. 永生代信息統計（PermStat）：該工具用於列印出目標虛擬機中永生代的統計信息；Obje
4. PMap：該工具用於列印出目標虛擬機進程的記憶體映射信息；
5. 對象直方圖（Object Histogram）：對象直方圖不僅可以在HSDB和CLHSDB中使用，還可以單獨使用；
6. OQL：該工具提供了類似腳本語言的命令，可以通過執行結構化對象查詢語句，可以像寫SQL一樣，在Java堆中查找指定的對象；
7. ClassDump：使用該工具可以導出目標虛擬機進程載入的類。

參考資料

1. 《Java性能調優指南》
2. Java ServiceabilityAgent(HSDB)使用和分析
3. 借HSDB來探索HotSpot VM的運行時數據
4. Java七武器系列長生劍 -- Java虛擬機的顯微鏡 Serviceability Agent

本號專註於後端技術、JVM問題排查和優化、Java面試題、個人成長和自我管理等主題，為讀者提供一線開發者的工作和成長經驗，期待你能在這裡有所收穫。