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面试官: 常见调优工具有哪些?
我回答:
在Java高级面试中，调优是一个非常重要的主题。掌握一些常用的调优工具可以帮助开发者有效地分析和解决性能问题。下面是一些常见的Java调优工具及其详细说明：
1. JVM自带工具
- jstat：用于监控JVM的统计信息，如垃圾回收、类加载等。
- jmap：生成堆转储快照（heap dump），也可以查看堆内存的使用情况。
- jconsole：提供了一个图形界面来监控本地或远程JVM的内存使用情况、线程状态、类加载等。
- jvisualvm：一个功能更强大的图形化工具，可以监控JVM的性能指标，包括CPU、内存、线程等，并且支持插件扩展。
- jstack：打印出给定进程ID的Java堆栈跟踪。对于诊断死锁特别有用。
2. 开源工具
- VisualVM：VisualVM是一个由NetBeans平台派生的工具，遵循模块化的架构思想，可以通过插件进行扩展。虽然它是JDK自带的一部分，但也有独立版本，提供了更丰富的功能，比如采样器、探查器等。允许获取Java程序的详细信息，只要程序在一个Java虚拟机（JVM）上运行即可。生成的数据可以由JDK工具生成和读取，多个Java程序的所有数据和信息都可以很方便地进行查看，包括本地和远程的运行程序。同时可以保存JVM软件的数据快照，以便以后查看或与他人分享。VisualVM还可以进行CPU性能分析、内存性能分析，进行GC（垃圾回收），并保存快照等。
- NetBeans Profiler: NetBeans Profiler是NetBeans IDE的一个插件，主要为NetBeans IDE提供性能分析相关的功能。NetBeans IDE是一个开源的集成开发环境，支持所有Java应用类型的开发。功能: 包括CPU、内存和线程性能分析，以及一些用于基本JVM监控的附加工具和功能。对于需要解决内存和性能相关问题的开发者非常有用。
- YourKit：一款商业级别的Java性能分析工具，集成了多种功能，如CPU和内存分析、线程分析、垃圾收集分析等。
- JProfiler：JProfiler是由ej-technologies GmbH开发的商业授权的Java性能分析工具，主要为Java EE和Java SE应用所设计。集CPU、内存和线程性能分析于一体，可以用于分析性能瓶颈、内存泄漏、CPU负载和解决线程相关的问题。支持本地性能分析（分析与JProfiler软件安装在同一台机器的应用）和远程性能分析（分析远程没有安装JProfiler机器上的应用）。
- Eclipse MAT (Memory Analyzer Tool)：专注于分析Java堆转储文件，帮助识别内存泄漏等问题。更适合作为一个分析Java堆栈和计算大小的工具集，也可以用于监测内存泄漏和反模式带来的内存损耗。
- GraalVM：不仅是一个高性能运行时，还包含了一些分析工具，如Chrome DevTools协议的支持，可以让开发者像调试JavaScript一样调试Java应用。
3. 其他工具
- Arthas：阿里巴巴开源的一款Java诊断工具，能够在线诊断各种问题，无需修改代码或重启服务。提供了非常多的工具脚本，可以很方便地辅助做性能分析及线上问题排查。比如，可以利用profiler指令采集应用容器的性能数据，包括CPU数据、临时对象创建频繁的堆栈数据等。
- Pinpoint：一个开源的应用性能管理(APM)系统，为分布式应用程序提供实时的应用程序交易跟踪。
- SkyWalking：也是一个开源的APM系统，旨在帮助开发者更好地理解和优化他们的微服务架构。
- Patty：Patty是一个开源项目，可以从Source Forge下载。它致力于为Java 1.5.0和更高版本的虚拟机提供性能分析工具。与其他性能分析工具不同之处在于，它专注性能分析，并且允许用户在运行时开启和关闭性能分析功能。目前Patty正处于beta版阶段，但随着更多功能如方法执行、代码覆盖、线程竞争（Thread Contention）分析的加入，Patty可以用于内存、CPU等性能调优，并且可以将信息通过TCP/IP Socket发送到其他电脑上。Patty有着易用的GUI，可以用于分析堆，还可以在Java编译流程中的准备阶段，对应用程序运行时对class进行监测（instrument）和取消监测（de-instrument）。
- GC Viewer：GC Viewer是一个开源工具，可以对vmflags -verboase:gc和-Xloggc:等Java VM选项产生的数据进行可视化分析。由Tagtraum Industries Incorporated开发。用于计算GC（垃圾回收）相关的性能数据记录，包括吞吐、累积暂停、最长时间的暂停等。当想要通过改变生成大小和设置初始堆大小来调整某个特定应用的GC时，它尤其有用。
- JRockit：JRockit是一个原由Appeal Virtual Machines开发的专有Java虚拟机。2002年由BEA Systems收购，之后从Sun Microsystems处转到Oracle。Oracle的JRockit是一套完整的Java SE解决方案，包含了一个高性能JVM、性能分析、监控和排错工具。可用于预测Java程序中的延迟。现在，JRockit打包有一系列的称为JRockit任务控制（JRockit Mission Control）的工具。这些工具包括一个用于管理的控制台，可以进行GC数据可视化和其他的一些性能统计。它同样可以作为运行时性能分析工具（Runtime Analyzer）来使用，也可以分析内存问题。
- Perf：Perf是Linux内核提供的性能分析工具。可以很方便地分析整机的性能数据，适用于CPU消耗来自非Java程序的场景，或者希望结合Java程序整体分析系统情况的场景。
4. 具体调优策略与实践
- 垃圾回收调优：根据应用特点选择合适的垃圾回收器（如G1, ZGC）并调整相关参数。
- 内存配置：合理设置堆大小(-Xms, -Xmx)，新生代比例等。
- 并发控制：通过线程池大小、连接池大小等参数优化并发处理能力。
- 数据库交互：优化SQL查询，使用缓存减少数据库访问次数。
- 网络I/O：采用异步非阻塞IO模型，利用NIO技术提高效率。
每种工具都有其特定的优势和适用场景，在实际工作中需要根据具体情况灵活选用。熟悉这些工具的基本操作以及如何解读它们提供的数据是进行有效调优的关键。同时，了解Java虚拟机的工作原理也是非常有帮助的，因为这能让你更好地理解为什么某些调优措施会有效。