每個Java程式設計師必須知道的5個JVM命令列標誌

本文是Neward & Associates的總裁Ted Neward為developerworks獨家撰稿“你不知道5個……”系列中的一篇，JVM是多數開發人員視為理所當然的Java功能和效能背後的重負荷機器。然而，我們很少有人能理解JVM是如何進行工作的—像任務分配和垃圾收集、轉動執行緒、開啟和關閉檔案、中斷和/或JIT編譯Java位元組碼，等等。

不熟悉JVM將不僅會影響應用程式效能，而且當JVM出問題時，嘗試修復也會很困難。

本文將介紹一些命令列標誌，您可以使用它們來診斷和調優您的Java虛擬機器效能。

1.DisableExplicitGC

我已記不清有多少次使用者要求我就應用程式效能問題提供諮詢了，其實只要跨程式碼快速執行grep，就會發現清單1所示的問題—原始Java效能反模式：

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非常糟糕的主意——就像將您和一個瘋狂的鬥牛犬鎖在一個電話亭裡。儘管呼叫的語法是依賴實現的，但如果您的JVM正在執行一個分代的垃圾回收器（大多數是）System.gc();強迫VM執行一個堆的“全部清掃”，雖然有的沒有必要。全部清掃比一個常規GC操作要昂貴好幾個數量級，這只是個簡單數學問題。

您可以不把我的話放在心上—Sun的工程師為這個特殊的人工錯誤提供一個JVM標誌；-XX:+DisableExplicitGC標誌自動將System.gc()呼叫轉換成一個空操作，為您提供執行程式碼的機會，您自己看看System.gc()對於整個JVM執行有害還是有利。

2.HeapDumpOnOutOfMemoryError

您有沒有經歷過這樣的情況：JVM不能使用，不斷丟擲OutOfMemoryError，而您又不能為自己建立偵錯程式來捕獲它或檢視出現了什麼問題？像這類偶發和/或不確定的問題，通常使開發人員發瘋。

買者自負

並不是任何VM都支援所有命令列標誌，Sun/Oracle的VM除外。查明一個標誌是否被支援的最好方法是試用它，看它是否正常工作。倘若這些標誌在技術上是不支援的，那麼，使用它們您要承擔全部責任。如果這些標誌中的任何一個使您的程式碼、您的資料、您的伺服器或您的一切消失得無影無蹤，我、Sun/Oracle和IBM都將不負責任。為以防萬一，建議先在虛擬（非常生產）環境中實驗。

在這個時刻您想要的是，在JVM消亡之際捕獲堆的一個快照——正好-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError命令可以完成這一操作。

執行該命令通知JVM拍攝一個“堆轉儲快照”，並將其儲存在一個檔案中以便處理，通常使用jhat實用工具（我在上一篇文章中介紹過）。您可以使用相應的-XX:HeapDumpPath標誌指定到儲存檔案的實際路徑。（不管檔案儲存在哪，務必確保檔案系統和/或Java流程必須要有許可權配置，可以在其中寫入。）

3.bootclasspath

定期將一個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充套件的JRE類路徑略有不同。（新Java Crypto API提供商就是一個例子）。如果您想要擴充套件JRE，那麼您定製的實現必須可以使用載入程式ClassLoader，該載入程式可以載入rt.jar中的 java.lang.Object及其所有相關檔案。

儘管您可以非法開啟rt.jar並將您的定製實現或新資料包移入其中，但從技術上您就違反了您下載JDK時同意的協議了。

相反，使用JVM自己的-Xbootclasspath選項，以及皮膚-Xbootclasspath/p和-Xbootclasspath/a。

-Xbootclasspath使您可以設定完整的引導類路徑（這通常包括一個對rt.jar的引用），以及一些其他JDK附帶的（不是 rt.jar的一部分）JAR檔案。-Xbootclasspath/p將值前置到現有bootclasspath中，並將 -Xbootclasspath/a附加到其中。

例如，如果您修改了庫中的java.lang.Integer，並將修改放在一個子路徑mods下，那麼-Xbootclasspath/amods引數將新Integer放在預設的引數前面。

4.verbose

對於虛擬的或任何型別的Java應用程式，-verbose是一個很有用的一級診斷使用程式。該標誌有三個子標誌：gc、class和jni。

開發人員嘗試尋找是否 JVM 垃圾收集器發生故障或者導致效能低下，通常首先要做的就是執行 gc。不幸的是，解釋 gc 輸出很麻煩 — 足夠寫一本書。更糟糕的是，在命令列中列印的輸出在不同的 Java 版本中或者不在不同的 JVM 中會發生改變，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分代收集器（多數“企業級”VMs都是）。某種虛擬標誌將會出現，來指出一個全部清掃GC通路；在Sun JVM中，標誌在GC輸出行的開始以“[FullGC...]”形式出現。

想要診斷ClassLoader和/或不匹配的類衝突，class可以幫上大忙。它不僅報告類何時載入，還報告類從何處載入，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。開啟時，它將報告各種JNI事件，比如，本地庫何時載入，方法何時彈回；再一次強調，在不同JVM版本中，輸出會發生變化。

5.Command-line-X

我列出了JVM中提供的我喜歡的命令列選項，但是還有一些更多的需要您自己發現，執行命令列引數-X，列出JVM提供的所有非標準（但大部分都是安全的）引數—例如：

-Xint，在解釋模式下執行JVM（對於測試JIT編譯器實際上是否對您的程式碼起作用或者驗證是否JIT編譯器中有一個bug，這都很有用）。

-Xloggc:，和-verbose:gc做同樣的事，但是記錄一個檔案而不輸出到命令列視窗。

JVM命令列選項時常發生變化，因此，定期檢視是一個好主意。甚至，您深夜盯著監控器和下午5點回家和妻子孩子吃頓晚飯，（或者在Mass Effect 2中消滅您的敵人，根據您的喜好），它們都是不一樣的。

結束語

在生產環境中，命令列標誌不是為永久使用而設計的——事實上，除了您終止用來調優JVM垃圾收集器的標誌，沒有一個非標準命令列標記是專用於生產使用的。但是，作為工具來刺探在其他方面完全不透明的虛擬機器的內部工作，是非常有用的。