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Java SE 6在Solaris的可观察性特征分析    热     ★★★★

Java SE 6在Solaris的可观察性特征分析

作者：闵涛 文章来源：闵涛的学习笔记 点击数：793 更新时间：2009/4/22 23:33:22
　　Java平台标准版（Java SE）6，代码名为"Mustang"，是最新的Java SE发行版本（正在开发中）。Java SE 6源码和二进制代码都可以在www.Java.net上下载。Java SE 6平台要到2006年秋天才能正式发布。不过，现在你可以下载试用Java SE 6 Beta版。

　　Java SE 6平台中提供了多种可观察性（observability）工具，这其中的许多工具都可在系统中运行，而这些工具中的只有极少数被用于挂起进程或核心复制处理。因此,在本文中，我们将分析这些可观察性工具在进程上的效果。

　　一、 在Java SE 6平台中的可观察性工具-DTrace

　　在Java SE 6软件中又引入了许多可观察性改进功能。尽管其中大多数可适用于所有的平台，但是其中的一些改进仅是特定于Solaris操作系统（特别针对Solaris 10及更高版本）的。在J2SE 5.0平台中，引入了一种新的动态跟踪（DTrace）行为——Jstack。正如我们已经了解的，Jstack能够打印混合模式堆栈跟踪信息（Java和本机C/C++语言是以帧方式显示的）。当从一个给定的Java进程中发出pollsys系统调用时，下列D脚本将输出对混合模式堆栈的跟踪信息：

#!/usr/sbin/dtrace -s
syscall::pollsys:entry
/ pid == $1 / {
/*打印至多50帧*/
jstack(50);
}
　　下面是上面脚本的运行结果：

libc.so.1`__pollsys+0xa
libc.so.1`poll+0x52
libjvm.so`int os_sleep(long long,int)+0xb4
libjvm.so`int os::sleep(Thread*,long long,int)+0x1ce
libjvm.so`JVM_Sleep+0x1bc
java/lang/Thread.sleep
dtest.method3
dtest.method2
dtest.method1
dtest.main
[...篇幅所限，删去了一些输出结果...]
　　其实，Jstack就是Java可观察性在Solaris 10 OS及以上版本中的一个很有用的起点。但是，Java SE 6中远不止这些，它新增加了许多针对Java虚拟机(JVM)可观察性和Java应用程序可观察性的Dtrace probe。Java SE 6发行中增加两种JVM特定的DTrace提供者-hotspot和hotspot_jni。

　　二、 hotspot提供者

　　hotspot提供者增加了许多探针，它们可以大致地作如下分类：

　　· VM生命周期探针-VM启动，关闭事件

　　· 线程生命周期探针-线程启动，停止，等等

　　· 类加载探针-一个Java类加载或卸载

　　· 垃圾收集探针-GC启动，结束

　　· 方法编译探针-Java字节码-到-本机代码编译（"hotspot编译"）

　　· 监视器探针-Java监视竞争性入口，通知，通知全部，等等

　　· 应用程序探针-Java对象分配，Java方法入口/返回，等等

　　有关于这些探针的更为详细的信息，请参考Keith McGuigan的博客。下面是使用这些探针的一些示例。

　　(一) 打印Java线程的名称

hotspot$1:::thread-start {
self->ptr = (char*) copyin(arg0, arg1+1);
self->ptr[arg1] = '\0';
self->threadname = (string) self->ptr;
printf("Thread %s started\n", self->threadname);
}

　　(二) 在D脚本中的-verbose:class等价物

　　你可能已经使用过-verbose:class JVM选项。当一个Java类加载或卸载时，这个选项能够使JVM打印一个跟踪消息。下面是使用Dtrace得到相同结果的情况：

/*当每个类加载时，打印出其各自的名称*/
hotspot$1:::class-loaded {
self->str_ptr = (char*) copyin(arg0, arg1+1);
self->str_ptr[arg1] = '\0';
self->name = (string) self->str_ptr;
printf("class %s loaded\n", self->name);
}
　　(三) 打印异常中的栈跟踪信息（除了混合模式）

　　Throwable.printStackTrace()方法打印一个包含Java帧的堆栈跟踪。这个D脚本将打印Java代码,Java本机接口(JNI)代码,C/C++代码以及OS C/C++代码的所有的帧-无论何时引发一个例外。

hotspot$1:::method-entry {
　self->ptr = (char*)copyin(arg1, arg2+1);
　self->ptr[arg2] = '\0';
　self->classname = (string)self->ptr;
　self->ptr = (char*)copyin(arg3, arg4+1);
　self->ptr[arg4] = '\0';
　self->methodname = (string)self->ptr;
}
hotspot$1:::method-entry
/ self->classname == "java/lang/Throwable" && self->methodname == "<init>" / {
　jstack();
}
　　在Java代码中的所有的异常和错误都直接或间接地派生自java.lang.Throwable，因此所有的异常构造器最后都将调用java.lang.Throwable的构造器。这个D脚本建立一个方法入口探针-使用一个针对该构造器的过滤器（注意，<init>是构造器方法的内部名）。当调用这个构造器时，jstack()行为将打印混合模式堆栈跟踪。

　　(四) Java堆直方图

　　我们可以使用object-alloc探针来构建一个Java堆直方图，如下所示：

hotspot$1:::object-alloc {
　self->str_ptr = (char*) copyin(arg1, arg2+1);
　self->str_ptr[arg2] = '\0';
　self->classname = (string) self->str_ptr;
　@allocs_count[self->classname] = count();
　@allocs_size[self->classname] = sum(arg3);
}
　　(五) hotspot_jni提供者

　　JNI允许Java程序与C/C++代码进行交互。如果你想观察Java代码与本机代码的交互，你可以使用hotspot_jni提供者。对于每一个JNI函数输入/输出而言，这个提供者将暴露一个探针。

　　(六) 在Java程序中使用Dtrace的效果

　　Dtrace被设计为一种生产模式可观察性系统（未使用时具有零影响）。当支持探针时，被观察的系统不受影响。

　　由于大部分的由hotspot和hotspot_jni提供者所暴露的JVM探针都是轻量级的，因此可以用于生产机器中。然而,一些由hotspot提供者所暴露的探针要求使用一个特定的命令行选项"-XX:+ExtendedDTraceProbes"来启动JVM。这些探针分别是：Java方法入口/方法返回,对象分配和Java监视器探针。注意，这些探针都要求改变hotspot字节码解释器和hotspot编译器(字节码-到-机器代码编译器)。即使不被支持时，这些探针的代价也是比较昂贵的。


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