开源 Java 性能分析器比较：VisualVM、JMC 和 async-profiler

Answer 1

在现代开发中，性能分析器是优化应用程序和提高效率的重要工具。本文将探讨几种流行的开源 Java 性能分析器，包括 VisualVM、async-profiler 和 JDK Flight Recorder（JFR），以及它们在不同场景下的工作原理与优势。

性能分析器的目的是获取程序执行的信息，以帮助开发人员了解方法在特定时间段内的执行时间。实现这一目标的两种主要方法是程序插桩和抽样。插桩分析器在感兴趣的每个方法中记录其进入和退出时间，而抽样分析器则通过定期获取当前运行程序的堆栈信息来估算性能。

插桩分析器通过在方法的字节码中插入日志调用，记录每次方法的开始和结束时间。这种方法简单直接，适用于所有 JVM，但其性能开销相对较高。近年来，随着现代分析器的发展，抽样分析器因其较低的开销和不修改程序代码的特性而更为流行。

现代抽样分析器通常每 10 到 20 毫秒循环获取 Java 线程列表，随机选择线程子集进行抽样。在每次迭代中，选择的线程会停止并调用信号处理程序，以获取并存储其堆栈跟踪信息。这种方法在大量线程的应用程序中尤为重要，因为它能平衡性能影响与分析准确性。

目前，最著名的开源分析器包括 VisualVM、async-profiler 和 JDK Flight Recorder。其中，VisualVM 支持插桩分析，而 async-profiler 和 JFR 皆为抽样分析器。VisualVM 作为 Netbeans 分析器的独立版本，自 2008 年开源后，成为最常用的开源分析器之一。async-profiler 通过使用非官方 API 提供精确的堆栈跟踪信息，成为众多工具和库的首选。JDK Flight Recorder 则作为内置分析器，通过直接使用 JVM API 提供稳定且全面的性能分析。

在选择性能分析器时，需考虑分析器的精确性、稳定性、与不同 JVM 的兼容性以及可嵌入性。VisualVM 提供直观的 GUI，适合快速访问性能概览。async-profiler 以其广泛的特性、可嵌入性和对多平台的支持而受到欢迎。JDK Flight Recorder 则以其稳定性、丰富事件支持和内置 GUI 而成为 OpenJDK 中的内置分析工具。

在实际应用中，正确性与稳定性是关键考虑因素。分析器本身也是软件，与大型项目 OpenJDK 紧密相连，因此可能会遇到类似问题。使用分析器生成的性能分析概要时，应保持谨慎，避免过分依赖。正确使用这些工具，根据实际情况灵活选择，将有助于提高应用程序的性能和效率。