Prometheus监控Java服务,通过Grafana工具将JVM参数可视化，样式4701参数解读

样式链接：https://grafana.com/grafana/dashboards/4701

ID:4701

Quick Facts(概览)

1. Uptime:进程启动时长
2. Start Time:启动时间
3. Heap used：堆内存使用率
   • Java 虚拟机具有一个堆(Heap)，堆是运行时数据区域，所有类实例和数组的内存均从此处分配。堆是在 Java 虚拟机启动时创建的。
   • 对象的堆内存由称为垃圾回收器的自动内存管理系统回收。堆的大小可以固定，也可以扩大和缩小。堆的内存不需要是连续空间。
4. Non-Heap used：非堆内存使用率
   • 在JVM中堆之外的内存称为非堆内存(Non-heap memory)
   • Java 虚拟机具有一个由所有线程共享的方法区。方法区属于非堆内存。它存储每个类结构，如运行时常数池、字段和方法数据，以及方法和构造方法的代码。它是在 Java 虚拟机启动时创建的。
   • 方法区在逻辑上属于堆，但 Java 虚拟机实现可以选择不对其进行回收或压缩。与堆类似，方法区的大小可以固定，也可以扩大和缩小。方法区的内存不需要是连续空间。
   • 除了方法区外，Java 虚拟机实现可能需要用于内部处理或优化的内存，这种内存也是非堆内存。例如，JIT 编译器需要内存来存储从 Java 虚拟机代码转换而来的本机代码，从而获得高性能。

I/O Overview（服务黄金指标）

1. Rate：QPS (Queries Per Second意思是“每秒查询率”)
   • ops/s Operation per second 每秒的 *** 作数
2. Errors：错误数
3. Duration：请求耗时
4. Utilisation：饱和度

JVM Memory（JVM内存）

1. JVM Heap：堆内存

   • init：表示JVM在启动时从 *** 作系统申请内存管理的初始内存大小(以字节为单位)。JVM可能从 *** 作系统请求额外的内存，也可以随着时间的推移向 *** 作系统释放内存（经实际测试，这个内存并没有过主动释放）。这个init的值可能不会定义。

   • used：表示当前使用的内存量

   • committed：表示保证可供 Jvm使用的内存大小。 已提交内存的大小可能随时间而变化(增加或减少)。 JVM也可能向系统释放内存，导致已提交的内存可能小于 init，但是committed永远会大于等于used。

   • max：表示可用于内存管理的最大内存

2. JVM Non-Heap：非堆内存

3. JVM total：总内存

4. JVM Process Memory：JVM进程内存

JVM Misc（JVM负载）

1. CPU usage：CPU使用率
2. Load：核心数
3. Threads：线程数
4. Thread Status：各状态线程数
5. Log Events：LogBack日志数
6. File Descriptors：文件描述符

JVM Memory Pools（Heap） （JVM堆内存详情）

1. PS Eden Space：伊甸园，对象被创建的时候首先放到这个区域，进行垃圾回收后，不能被回收的对象被放入到空的survivor区域。
2. PS Old Gen：老年代，用于存放新生代中经过多次垃圾回收仍然存活的对象，也有可能是新生代分配不了内存的大对象会直接进入老年代。经过多次垃圾回收都没有被回收的对象，这些对象的年代已经足够old了，就会放入到老年代。
3. PS Survivor Space：幸存者区，用于保存在eden space内存区域中经过垃圾回收后没有被回收的对象。Survivor有两个，分别为To Survivor、 From Survivor，这个两个区域的空间大小是一样的。执行垃圾回收的时候Eden区域不能被回收的对象被放入到空的survivor（也就是To Survivor，同时Eden区域的内存会在垃圾回收的过程中全部释放），另一个survivor（即From Survivor）里不能被回收的对象也会被放入这个survivor（即To Survivor），然后To Survivor 和 From Survivor的标记会互换，始终保证一个survivor是空的。

JVM Memory Pools（Non-Heap）（JVM非堆内存详情）

1. Metaspace：Java8，永久代被干掉了，有了“meta space”的概念，存储jvm中的元数据，包括byte code，class等信息。
2. Compressed Class Space：Java8在UseCompressedOops之外，额外增加了一个新选项叫做UseCompressedClassPointer。这个选项打开后，class信息中的指针也用32bit的Compressed版本。而这些指针指向的空间被称作“Compressed Class Space”。默认大小是1G，但可以通过“CompressedClassSpaceSize”调整。如果你的java程序引用了太多的包，有可能会造成这个空间不够用
3. Code Cache：代码缓存区，它主要用于存放JIT所编译的代码。(JIT编译（just-in-time compilation）狭义来说是当某段代码即将第一次被执行时进行编译，因而叫“即时编译”。JIT编译是动态编译的一种特例。动态编译（dynamic compilation）指的是“在运行时进行编译”,与之相对的是事前编译（ahead-of-time compilation，简称AOT），也叫静态编译（static compilation）。)

Garbage Collection（垃圾回收）

1. Collections：GC次数
   • Major GC通常是跟full GC是等价的，收集整个GC堆。
   • Full GC：收集整个堆，包括young gen、old gen、perm gen（如果存在的话，java8的时候去除PermGen，将其中的方法区移到non-heap中的Metaspace）等所有部分的模式。
   • Metadata GC Threshold：导致Full GC的一种原因
   • Allocation Failure：导致Minor GC的一种原因，比如在年轻代中没有足够的空间能够存储新的数据了会触发（Minor GC 它不表示只GC新生代，并且现有的不管是新生代还是老年代都会STW。STW:在执行垃圾收集算法时，Java应用程序的其他所有线程都被挂起（除了垃圾收集帮助器之外）,Java中一种全局暂停现象，全局停顿，所有Java代码停止，native代码可以执行，但不能与JVM交互；这些现象多半是由于gc引起。）
2. Pause Durations：GC暂停时间
3. Allocated/Promoted：内存分配/晋升，
   • Allocated：分配的内存量，分配速率过高就会严重影响程序的性能。在JVM中会导致巨大的GC开销。计算 上一次垃圾收集之后,与下一次GC开始之前的年轻代使用量, 两者的差值除以时间,就是分配速率
   • Promoted：提升速率, 用于衡量单位时间内从年轻代提升到老年代的数据量

ClassLoading（类加载）

1. Classes loaded：已加载类数量
2. Class delta：加载类数量变化

Buffer Pools

1. Direct Buffers：这是一块在Java堆外分配的，可以在Java程序中访问的内存。NIO中相对有些特殊的东西，在NIO中有一个可以直接访问物理内存的Buffer叫做Direct Buffer。普通Buffer分配的是JVM的堆内存，而Direct Buffer是直接分配物理内存，堆外内存。DirectBuffer当然还有一个直观的优点，不被GC管理，所以发生GC的时候，整理内存的压力就会小。当然，我后面也会讲，它并不是完全不被GC管理，它还是能被回收的
2. Mapped Buffers

获取机器配置

对于堆的初始值和最大值，可以使用如下命令查看

在Windows里：
java -XX:+PrintFlagsFinal -version | findstr /i "HeapSize PermSize ThreadStackSize"
在Linux里：
java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep -iE 'HeapSize|PermSize|ThreadStackSize'