что такое профайлер java
Top 10 Best Java Profilers Of 2021
Introduction
Every java developer aims to write the best and most efficient code, but while developing complex and large enterprise applications, it is not that easy to monitor all the JVM internal components to maintain efficiency.
Many questions are needed to be answered to maintain the performance of an application; for instance, is the total memory allocated by the code? How will a change in code and design affect the performance? Memory usage by the application. Garbage Collection, CPU utilization, etc. All this information is required to monitor the area of improvements in the application and to identify and remove if any bottleneck is present. Debugging these types of performance issues has always been a challenging task for a java developer.
To handle that, a Java developer requires a set of specific tools for maintaining the performance of the application by monitoring multiple JVM level parameters. One such tool, among various others, is a Java profiler.
What is a Java Profiler?
Java Profiling is the process of analyzing an application to identify and pinpoint memory or performance-related issues. A Profiler is a code monitoring tool that can assist a java developer in all these cases. A java profiler works at the JVM level and monitors Java bytecode operations by using various java profiler tools. It helps in monitoring some crucial tasks such as Thread Execution, meaningful Objects creation, Execution of different methods, and garbage collection handling.
A Java profiler offers numerous advantages. Not only does it provide the user with all the statistics of the success of the code, but it also assists java developers to track out any errors without having to read the entire code again and again. All the various yet prevalent occurring errors, like the ones due to multi-threading processes, can also be handled by a profiler which also results in better efficiency of the code and better utilization of the resources.
Profiling is not a one-time task but an ongoing process, so it is essential to choose from your java profiler from some of the best java profilers to conduct all the crucial monitoring tasks to avoid any problems.
When it comes to getting a Java profiler, there is a variety of them available, and it often gets tough to determine what the differences between them and which one is the best.
Following are the 10 Best Java profilers you should be using in 2021. It will help you to analyze your particular scenario and decide the correct type of tool that perfectly suits your needs.
1. Jprofiler
Jprofiler is one of the most popular Java Profiler targeted for Java standard and enterprise applications. Jprofiler provides various java profiler tools to work with all the widely used Java IDEs.
Its highlighted features include system performance assessment, profiling threads management, and finding memory leaks. It is primarily used for performance tuning. Java developers can quickly identify any inefficient memory consumption in the application and then use that information to fix the underlying issue.
2. YourKit
YourKit is a bit mature Java profiler. It comes with some exceptional java profiler tools such as:
· Local and Remote profiling
· Automated profiling.
· CPU Profiling
· Memory Profiling (identify any memory leaks by monitoring memory usage)
· Thread usage.
· GC analysis.
The user interface offered by your kit also includes some handy features such as,
· Performance charts that show all telemetry graphs to provide a complete overview of the performance of the system.
· Thread view gives a complete overview of the thread usage with filters to show “Live,” Live and Finished,” and “Finished” thread view.
3. Java VisualVM
Java VisualVM is a very simple yet one of the best java profilers in the market. It is provided by Java Development Kit (JDK). By default, it comes bundled with the Java Development Kit (JDK). Its operation relies on some other standalone tools provided in the JDK, like JConsole, jinfo, jmap, etc.
The promising thing about VisualVM is that it works well with all the other tools provided by JDK. It is designed to detect and monitor all running local and remote virtual machines. It also allows java developers to configure any additional connection required using JMX.
Some prominent features offered by the Java VisualVM include:
· It Displays Local as well as Remote Java Processes.
· Developer can also monitor Process Configuration and the Environments.
· It allows you to Monitor Profile Performance and Memory usage.
· It provides a detailed overview of the threads with thread view.
· It also provides various filters to get results according to your requirements.
· You can also take a snapshot of the profiling session. It seems a trivial feature, but it comes in handy in the later stage of the analysis.
The best thing about Java Visual VM Profiler is that being a JDK tool, it is free, making it an ideal profiler for you if you are on a tight budget.
4. XRebel/JRebel
The XRebel Java Profiler is a lightweight Java Profiler from zeroturnaround, a company behind JRebel as well.
The combination of XRebel and JRebel may be the best java profiler tools available. XRebel allows java developers to check the application performance from end to end to discover if there any performance issues present during the development phase. If any changes are required, JRebel allows the java developers to skip the redeploy process and preview the changes instantly, which enables the developer to quickly evaluate using XRebel that whether or not the difference provides the desired performance impact or not.
The best feature from XRebel is saving significant time consumed during redeploys; it can result in getting efficient performance improvements way faster than any other profilers.
There have been some recent improvements in Eclipse and IntelliJ plugins as well that allow these two tools to be used simultaneously via the IDE, making XRebel/JRebel a must-have combination for Java developers.
It is also effortless to include the XRebel profiler in your web application. To have the profiler in your web application, just a single VM argument is required to be passed, and right after that, a small icon can be seen at the bottom left of every page that can be clicked to view the XRebel interface.
5. NetBeans Profiler
NetBeans is mainly known as an excellent debugger, but to our surprise, it is also regarded as one of the best java profilers. The NetBeans Profiler comes bundled with Oracle’s open-source NetBeans IDE. It is also a good choice for lightweight development and profiling.
Having the functionality of both means that along with offering the functionality of a profiler with features like monitoring code execution time taken by the CPU, details of the run-time behavior of code, and creation of objects., it also offers better efficiency in debugging of several methods like multi-threading and other related errors. Netbeans profiler also increases the operating speed of the application, which results in efficient memory usage. The best part is that it is free to use and can be downloaded from their website.
While It resembles a lot with Java VisualVM in terms of features, and both are also free, what gives Netbeans a lead is that it provides everything bundled in one program with IDE.
6. Java Interactive Profiler (JIP)
JIP is a fully Java-coded, light-weighted profiler designed for effective profiling. It has a series of promising java profiler tools along with the ON and OFF features to filter out multiple measurements at runtime.
It also doesn’t require any specific platform to run. It can be run on any platform that supports Java. It also features the “javaagent” option, which allows users to load the class and modify its byte code while the class is loading. Filtering options by class or packages, efficient memory management, and easier debugging are some other useful features offered by JIP.
It is an open-source profiler, making it even more popular among Java developers as it is free of cost, and developers can contribute to its further improvement.
7. Stackify Prefix
Stackify Prefix is another great java profiler with some unique profiling tools. It provides a feature to display details about every web request so you can monitor every single step of what your java web app is doing and the time it is taking for it. Along with assisting java developers in tracing distributed requests, it also offers some code improvement suggestions for easy code fixes.
There are two versions of Prefix available; the standard version is free, whereas the premium version comes with some more features making it a direct competitor of XRebel.
8. Java Mission Control
The Java Mission Control (JMC) is a JDK profiling tools platform packed with various java profiler tools for HotSpot JVM. It is a tool suite targeted for performance monitoring, memory managing, and production time profiling with diagnostics tools.
It also comes with some interesting downloadable plugins such as Java Management Console (JMX), a tool for monitoring and managing Java applications, and Java Flight Recorder (JFR), a profiling tool.
It can be used for free on any desktop or laptop for development or with any production environment.
9. Eclipse
The Eclipse profiler is another excellent profiler packed with some fantastic java profiler tools. It is known for its effective memory management and for identifying and eliminating memory leaks.
It has been a popular IDE for java programmers as well to perform various vital operations related to heap calculation and analysis. The user interface is simple and clearly shows the heap memory with filters like Used memory, Total memory, and Free memory available using graphs.
10. JProbe
JProbe is an integrated toolkit consisting of various java profiler tools by Quest Software. It is developed to diagnose and eliminate any inefficiencies or errors in Java applications.
JProbe Profiler integrates a visual Graph interface with its data collection technology to provide highly accurate performance data to help developers identify any performance problems present in the code. JProbe profiler is different because it helps java developers understand the cause of the error or any performance issues in the application.
Along with JProbe Profiler, The JProbe Suite contains three other tools for extensive application monitoring,
It is used to detect and eliminate any memory leaks present and improves application performance by increasing memory usage and reducing garbage collection.
It handles all the thread problems such as deadlocks, thread stalls, and race conditions by identifying any actual or potential threading problems that can be a threat to application data.
It assists developers and quality assurance engineers in locating any unexecuted code in the application, making it a useful feature for unit testing and user acceptance test runs.
Pricing
All the best Java profilers from well-known companies have been so expensive that they are not affordable to small and mid-tier companies, and only the largest enterprises can afford them. Thanks to the open-source community, some free alternatives can perform the job to a great extent.
Wrapping up
In current times, an efficient java profiler has become a necessity for java developers that helps them in performing all the monitoring to improve the performance of their applications in the development phase.
We have discussed profiling and some of the best Java Profilers. Choosing the most suitable profiler solely depends on the developers and the level of analysis and information required by the development team.
If you require a profiler for a small project like a small business or a local office management system, profiling will be relatively very straightforward, so a standard open-source profiler can be used to do the job. If you are developing a web application that includes hefty features like a tracking system and would have an extensive user base where it will be accessed by thousands of users in real-time, you will need some more advanced profiling tools. In this case, profilers like XRebel, YourKit, or Jprofiler would be more suitable.
Find a broad range of job listings on our careers portal that allows you to use Java Profiler just the way you want.
Руководство по асинхронному профилировщику
Изучите async-profiler вместе с различными методами профилирования, которые он предлагает
1. Обзор
В этом уроке мы рассмотрим async-profiler вместе с различными методами профилирования, которые он предлагает.
2. асинхронный профилировщик
Это позволяет избежать проблемы смещения безопасной точки с помощью AsyncGetCallTrace API, предоставляемый HotSpot JVM для профилирования путей кода Java и Linux perf_events для профилирования путей собственного кода.
Другими словами, профилировщик сопоставляет стеки вызовов как Java-кода, так и путей собственного кода для получения точных результатов.
3. Настройка
3.1. Установка
Во-первых, мы загрузим последнюю версию async-profiler на основе нашей платформы. В настоящее время он поддерживает только платформы Linux и macOS.
После загрузки мы можем проверить, работает ли он на нашей платформе:
Всегда полезно заранее проверить все доступные параметры с помощью async-profiler :
Многие из показанных вариантов пригодятся в последующих разделах.
3.2. Конфигурация ядра
При использовании async-profiler на платформе Linux мы должны обязательно настроить ядро для захвата стеков вызовов с помощью perf_events всеми пользователями:
Во-первых, мы установим значение perf_event_paranoid равным 1, что позволит профилировщику собирать информацию о производительности:
Затем мы установим значение kptr_restrict равным 0, чтобы снять ограничения на предоставление адресов ядра:
Однако async-profiler будет работать сам по себе на платформе macOS.
Теперь, когда наша платформа готова, мы можем создать наше приложение профилирования и запустить его с помощью команды Java:
4. Профилирование процессора
Async-profiler собирает образцы трассировок стека методов Java, включая код JVM, собственный класс и функции ядра, при профилировании процессора.
Давайте профилируем наше приложение, используя его PID:
Давайте создадим вывод HTML во время профилирования процессора нашего приложения:
Здесь мы видим, что вывод HTML позволяет нам разворачивать, сворачивать и искать образцы.
Давайте сгенерируем график пламени, используя расширение файла .svg для профиля процессора нашего приложения:
Здесь результирующий график пламени показывает пути кода Java зеленым цветом, C++ – желтым, а пути системного кода-красным.
5. Профилирование распределения
Точно так же мы можем собирать образцы распределения памяти без использования навязчивого метода, такого как инструментирование байт-кода.
async-profiler использует метод выборки на основе TLAB (Буфер локального распределения потоков) для сбора выборок распределения кучи выше среднего размера TLAB.
Здесь мы видим, что клонирование объекта выделило большую часть памяти, которая в противном случае трудно воспринимается при просмотре кода.
6. Профилирование настенных часов
Кроме того, async-profiler может выполнять выборку всех потоков независимо от их состояния – например, запущенных, спящих или заблокированных – с помощью профиля настенных часов.
Это может оказаться полезным при устранении неполадок во время запуска приложения.
Кроме того, мы можем проверить все события профилирования, поддерживаемые нашей JVM, с помощью параметра list :
7. асинхронный профилировщик С идеей IntelliJ
7.1. Конфигурации профилировщика
Мы можем настроить async-profiler в IntelliJ IDEA, выбрав пункт меню Java Profiler в Настройки/Настройки > Сборка, выполнение, развертывание :
Аналогично, мы можем скопировать шаблон профилировщика и отредактировать параметры Агента для конкретных случаев использования.
7.2. Профильное Приложение С Использованием IntelliJ IDEA
Есть несколько способов проанализировать наше приложение с помощью профилировщика.
Например, мы можем выбрать приложение и выбрать Выполнить с параметром :
Или мы можем нажать на панель инструментов и выбрать опцию Выполнить с :
После профилирования нашего приложения мы можем проанализировать результат профилирования с помощью панели инструментов Profiler в нижней части IDE.
Результат профилирования нашего приложения будет выглядеть следующим образом:
Он показывает результаты по потоку в различных выходных форматах, таких как графики пламени, деревья вызовов и список методов.
8. Заключение
Во-первых, мы рассмотрели, как настроить ядро при использовании платформы Linux, и несколько рекомендуемых флагов JVM для начала профилирования нашего приложения для получения точных результатов.
Затем мы рассмотрели различные типы методов профилирования, такие как процессор, распределение и настенные часы.
Guide to Java Profilers
Java Profilers and APM (Application Performance Management) Tools provide the means of monitoring and debugging performance issues in development and production environments. In practice, most of Java developers use a combination of these tools to get their performance monitoring needs done at work.
Types of Java Profilers
JVM Profilers
Examples: VisualVM, JProfiler, YourKit, Java Mission Control
Transaction Profilers
There are 2 types of implementations for Transaction Profilers.
Examples: XRebel, Stackify Prefix
APM Tools
Examples: AppDynamics, Stackify Retrace, New Relic, Dynatrace
Usage Stats on Profiling Tools
According to an interesting survey done by RebelLabs, the following are the pioneering profiling tools used by the companies.
Also their survey reveals important insights on the performance of each tool when it comes to actual bug finding.
A considerable number of these companies have claimed that they are using more than one tool for profiling tasks.
These insights are a solid evidence to state that most of developers use multiple different tools to get their profiling tasks done (some even build in-house tools). Therefore, since almost all these tools give you the basic features, it is recommended to try what suits your needs and taste.
Now let’s look at some of the tools mostly used in Java environments.
List of Popular Command-line JVM Profilers
jstat
1) Run your Java program with some predefined performance constraints
2) Obtain the process id
Here the last argument (1000) is sampling interval between each output, so it will print memory and garbage collection data every 1 second.
Using jmap to JVM heap details
Using jmap to create a heap dump
Using jcmd to create a heap dump
Using jhat to analyze a heap dump
hprof
Using hprof to profile a class
Using hprof to obtain heap allocation profile
This shows the amount of allocation that occurs in various parts of the program.
Using hprof to create a heap dump
This consists of the root set as determined by the garbage collector, and an entry for each Java object in the heap that can be reached from the root set.
Using hprof to collect CPU usage
Here the HPROF agent periodically samples the stack of all running threads to record the most frequent active stacktraces.
List of Popular JVM Profilers with GUI
Java VisualVM with Visual GC plugin
Using jvisualvm and jvisualgc
1) Run your Java program with some predefined performance constraints
2) Run jvisualvm on terminal to start monitoring JVM Heap Memory usage
3) Now the Java VisualVM application will open up. Go to Tools > Plugins, and install Visual GC plugin (There will be a list of other available plugins too. You can try them as necessary)
4) Now feel free to play with the different options and see what you can learn about your application.
Профилируйте свои приложения с Java VisualVM
Когда вам нужно выяснить, какая часть приложения потребляет больше ресурсов процессора или памяти, вам нужно использовать профилировщик. Одним из профилировщиков, упакованных по умолчанию с Sun JDK, является Java VisualVM. Этот профилировщик действительно прост в использовании и действительно мощный.
В этом посте мы увидим, как его установить и использовать для профилирования приложения. Обычно для его установки вам нечего делать, потому что он уже установлен вместе с JDK. Но в некоторых системах Unix, таких как Ubuntu, это не так. Если вы хотите установить его, просто используйте apt-get (или aptitude):
Чтобы запустить его, просто запустите jvisualvm (jvisualvm.exe в каталоге bin jdk для Windows). Это откроет следующее окно:
Здесь не так много интересного. Чтобы профилировать приложение, вам просто нужно запустить его, и VisualVM обнаружит его как запущенный:
После этого вам просто нужно дважды щелкнуть мышью, чтобы просмотреть информацию о запущенном приложении. Для ваших приложений доступно четыре вкладки (Обзор, Монитор, Потоки, Профилировщик). Мы увидим все четыре вкладки, прежде всего, вкладку по умолчанию, обзор:
Эта вкладка содержит основную информацию о запущенном приложении. Вы можете увидеть основной класс, аргументы командной строки, аргументы JVM. Вы также можете увидеть, какой тип JVM выполняет вашу программу и где находится JVM. И вы можете увидеть все свойства, установленные в программе.
Более интересная вкладка — вкладка «Монитор»:
Эта вкладка отражает использование процессора и памяти вашими приложениями. У вас есть 4 графика в этом представлении. Первый, слева направо, сверху вниз, отображает загрузку ЦП и загрузку ЦП сборщика мусора. На втором графике показано использование пространства кучи и пространства PermGen. На следующем графике показано общее количество классов, загруженных в приложение, а на последнем — количество запущенных потоков. С помощью этих графиков вы можете увидеть, занимает ли ваше приложение слишком много ЦПУ или слишком много памяти используется приложением.
Третья вкладка содержит некоторые подробности о потоках:
В этом представлении вы можете видеть, как различные потоки приложения изменяют состояние и как они развиваются. Вы также можете видеть время прохождения каждого потока в каждом состоянии, и вы можете иметь всю информацию о потоках, которые вы хотите.
И теперь, я думаю, самая интересная вкладка, это Profiler:
Когда вы сначала открываете эту вкладку, она вообще не содержит никакой информации. Вы должны начать один вид профилирования, прежде чем увидеть какую-либо информацию. Начнем с профилирования процессора. Просто нажмите на кнопку процессора, и приборные панели начнут работать. Во время инструментария приложение будет заблокировано. После инструментирования вы снова можете получить доступ к приложению, и вы увидите результаты профилирования, отображенные в таблице. Конечно, профилирование накладывает накладные расходы на ваше приложение. Обычно это не видно, но для некоторых приложений вы можете потерять много текучести. Вот результаты, которые я получил с помощью моего простого приложения:
В моем примере мы видим, что метод waitForTimeout занимает 81,6% процессорного времени. Мы также видим, что методы notifyDecision и getSensor являются следующими двумя наиболее ресурсоемкими методами, поэтому, возможно, будет интересно их оптимизировать. Вы также можете посмотреть количество вызовов каждого из них, возможно, вы найдете метод, который вызывается слишком часто.
Следующее профилирование, которое мы можем сделать, это профилирование памяти. Здесь снова, вы должны начать профилирование, и инструментация запустится, и во время этого приложение будет заморожено. Вот результаты для моего приложения:
Здесь мы видим, что это приложение хранит некоторые большие массивы double [] и float [] и что классы EllipseIterator и BasicStroke также занимают много места в памяти.
И в профилировании памяти, и в процессоре вы можете сохранить результаты в файл, чтобы просмотреть их позже. Например, вы можете позволить приложению работать всю ночь, сохранять результаты утром и проверять их. Или вы можете создать три сеанса профилирования и сравнить их.
В заключение я должен сказать, что этот профилировщик действительно прост, но и действительно мощный в использовании. У нас есть основные функции, которые мы хотим для профилировщика, и результаты действительно хороши. Такие инструменты действительно могут помочь вам улучшить приложение, чтобы использовать меньше ресурсов процессора и памяти. Конечно, этот вид инструмента не делает все, он просто помогает выделить, какие части приложения могут быть улучшены. Улучшение — это задача разработчика, и она не самая простая. Но такие инструменты — хорошее начало.