# autotune_java

**Repository Path**: shilei-wang/autotune_java

## Basic Information

- **Project Name**: autotune_java
- **Description**: Java应用堆栈、GC日志和上下文切换情况自动分析工具
- **Primary Language**: Python
- **License**: Apache-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 0
- **Created**: 2025-10-30
- **Last Updated**: 2025-11-03

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# HygonJDK 调优助手

一个自动化Java性能分析工具，简化HygonJDK调优过程，提供专业的性能分析和优化建议。

## 🚀 快速开始

### 一键分析所有Java进程
```bash
python3 autotune_analyzer.py --all
```

### 单独分析特定功能

#### 线程堆栈分析 (jstack)
```bash
# 自动选择第一个Java进程
python3 autotune_analyzer.py --jstack

# 指定特定PID
python3 autotune_analyzer.py --jstack --pid <PID>
```

#### GC日志分析
```bash
# 分析指定GC日志文件
python3 autotune_analyzer.py --gc --gc-file <GC日志路径>

# 生成并分析示例GC日志
python3 autotune_analyzer.py --generate-gc
```

#### 上下文切换分析
```bash
# 自动采集并分析上下文切换数据
python3 autotune_analyzer.py --context --collect-perf 10

# 分析已有的perf数据文件
python3 autotune_analyzer.py --context --perf-file <perf文件路径>
```

## 📊 实际分析示例

### 示例分析报告 (PID=2716624)

```
======================================================================
HygonJDK 调优助手 - 线程堆栈分析报告
======================================================================

--- 1. 死锁分析 ---
[正常] 未检测到Java级别死锁。

--- 2. 线程状态概览 ---
总线程数: 635
  - WAITING (parking): 142 (22.4%)
  - RUNNABLE       : 174 (27.4%)
  - WAITING        : 71 (11.2%)
  - TIMED_WAITING  : 77 (12.1%)
  - TIMED_WAITING (parking): 137 (21.6%)
  - UNKNOWN        : 34 (5.4%)

--- 3. CPU 消耗排行 (Top 5) ---
  1. "C2 CompilerThread0" - 14079.29 ms (状态: RUNNABLE)
  2. "VM Thread" - 4977.50 ms (状态: UNKNOWN)
  3. "GC Thread#31" - 2509.67 ms (状态: UNKNOWN)
  4. "GC Thread#2" - 2509.49 ms (状态: UNKNOWN)
  5. "GC Thread#6" - 2508.55 ms (状态: UNKNOWN)

--- 4. 锁竞争分析 (synchronized & JUC) ---
[注意] 共检测到 279 个线程处于锁等待状态。
按锁聚合 (Top 5 竞争最激烈的锁):

  1. 锁: 0x0000000a819dae80
     持有者: ForkJoinPool 线程池 (等待工作队列)
     等待线程数: 12
     等待者: Group8.Backend.beJVM{Tier3}.1, Group8.Backend.beJVM{Tier3}.2, Group8.Backend.beJVM{Tier3}.3...

  2. 锁: 0x0000000a819bcda0
     持有者: Condition (等待条件信号)
     等待线程数: 2
     等待者: Heartbeat: Group8.Backend.beJVM.heartbeat.1, Heartbeat: Group8.Backend.beJVM.heartbeat.2

  3. 锁: 0x00000009c0016060
     持有者: CountDownLatch (等待计数器归零)
     等待线程数: 1
     等待者: main

  4. 锁: 0x0000000bd633ccc0
     持有者: 未知 (JUC 锁)
     等待线程数: 1
     等待者: Grizzly-worker(1)

  5. 锁: 0x00000009c012e100
     持有者: ForkJoinPool 线程池 (等待工作队列)
     等待线程数: 1
     等待者: TransferLogsSenderAgent.1
======================================================================
```

## 🎯 基于分析结果的优化建议

### 关键性能问题识别

1. **锁竞争严重** - 279个线程处于锁等待状态（占总线程44%）
2. **GC压力较大** - GC线程CPU消耗较高（2500+ms）
3. **JIT编译热点** - C2 CompilerThread0 CPU消耗最高（14,079ms）

### 立即实施的优化（低风险）

```bash
# 添加以下JVM参数：
-XX:ParallelGCThreads=8
-XX:MaxGCPauseMillis=200
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy
-Djava.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism=8
```

### 进阶优化（中风险）

```bash
# 如果阶段1效果不明显，尝试：
-XX:+UseG1GC
-XX:G1HeapRegionSize=16m
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45
-XX:ReservedCodeCacheSize=256m
```

### 预期改善效果

- **锁等待减少**: 20-30%
- **GC暂停时间**: 减少30-50%
- **GC线程CPU**: 降低40-60%
- **整体吞吐量**: 提升10-20%

## 📈 功能特性

### ✅ 自动进程发现
- 自动查找所有Java进程PID
- 显示进程命令行参数
- 支持选择特定进程分析

### ✅ 智能线程堆栈分析
- **死锁检测** - 自动识别Java级别死锁，支持多种死锁模式检测
- **线程状态统计** - 详细的状态分布分析
- **CPU消耗排行** - 识别CPU热点线程
- **锁竞争分析** - 智能识别JUC锁类型和持有者
  - 支持15+种JUC锁类型识别（ReentrantLock、ReadWriteLock、Semaphore等）
  - 锁类型分布统计和彩色显示
  - 准确的锁持有者信息显示
  - 锁竞争热点识别

### ✅ GC日志分析
- **Full GC检测和统计** - 精确识别Full GC及其触发原因
- **STW暂停时间分析** - 详细暂停时间统计和性能评估
- **GC类型分布分析** - Young GC、Full GC等类型分布统计
- **内存使用分析** - 内存回收效率、最大内存使用量分析
- **GC吞吐量分析** - GC时间占比计算和性能评估
- **智能优化建议** - 基于GC表现提供针对性优化建议

### ✅ 上下文切换分析
- 自动perf数据采集
- 主动/被动切换识别
- 线程切换频率统计
- 性能瓶颈识别

## 🔧 使用场景

### 场景1：快速诊断系统问题
```bash
# 一键分析所有Java进程
python3 autotune_analyzer.py --all
```

### 场景2：针对特定应用调优
```bash
# 找到目标进程PID
python3 autotune_analyzer.py --jstack

# 分析该进程的线程状态
python3 autotune_analyzer.py --jstack --pid 2716624

# 分析GC性能
python3 autotune_analyzer.py --gc --gc-file /path/to/gc.log
```

### 场景3：性能基准测试
```bash
# 采集10秒上下文切换数据
python3 autotune_analyzer.py --context --collect-perf 10

# 分析线程堆栈
python3 autotune_analyzer.py --jstack

# 生成GC基准数据
python3 autotune_analyzer.py --generate-gc
```

## 🎯 简化优势

### 相比手动操作：
- ❌ 手动执行 `pgrep java` + `jstack -l <pid>`
- ❌ 手动分析jstack输出
- ❌ 手动解析GC日志
- ❌ 手动执行perf命令

### 现在只需：
- ✅ 一个命令完成所有分析
- ✅ 自动进程发现和选择
- ✅ 专业分析报告输出
- ✅ 智能锁类型识别
- ✅ 性能优化建议

## 📝 技术特性

### 智能锁分析
- **JUC锁类型识别**: 支持15+种JUC锁类型识别（ReentrantLock、ReadWriteLock、Semaphore、CountDownLatch等）
- **锁特性分析**: 公平锁/非公平锁、读锁/写锁等特性识别
- **锁持有者推断**: 基于Locked ownable synchronizers信息
- **竞争热点识别**: 按等待线程数排序显示
- **死锁检测**: 自动识别Java级别死锁，支持多种死锁模式

### 彩色输出
- **严重问题**: 🔴 红色标记
- **警告信息**: 🟡 黄色标记
- **正常状态**: 🟢 绿色标记
- **信息提示**: 🔵 蓝色标记

## ⚠️ 注意事项

1. **权限要求**：
   - jstack分析：需要Java进程访问权限
   - perf分析：需要sudo权限执行perf命令

2. **文件路径**：
   - GC日志：支持相对路径和绝对路径
   - perf数据：自动生成或手动指定

3. **输出格式**：
   - 彩色终端输出
   - 结构化分析报告
   - 性能问题标记（严重/警告/正常）

## ⚠️ 重要安全提示

### OOM（内存不足）问题说明
在分析过程中如果出现Java进程被OOM killer杀死的情况，**这不是分析工具的直接原因**，而是系统内存配置问题：

**根本原因**：
- Java进程内存配置过高（如 -Xms89g -Xmx89g）
- 系统物理内存不足
- 多个大内存进程同时运行

**解决方案**：
1. 合理配置Java进程内存大小
2. 避免在内存紧张时执行分析
3. 分批分析，不要同时分析所有进程

详细解决方案请参考：[内存优化指南](MEMORY_OPTIMIZATION.md)

### 安全使用建议
```bash
# 分析前检查系统内存
free -h

# 如果内存充足再执行分析
python3 autotune_analyzer.py --jstack --pid <PID>
```

## 🆘 故障排除

### 常见问题：
1. **找不到Java进程**：确保Java进程正在运行
2. **权限不足**：使用sudo执行或检查文件权限
3. **perf命令失败**：需要安装perf工具和内核调试符号
4. **OOM问题**：参考内存优化指南调整配置

### 获取帮助：
```bash
python3 autotune_analyzer.py --help
```

## 📚 相关文档

- [性能优化建议](PERFORMANCE_OPTIMIZATION.md) - 详细的优化实施指南
- [内存优化指南](MEMORY_OPTIMIZATION.md) - OOM问题解决方案
- [快速使用指南](QUICK_START_ZH.md) - 中文快速入门

## 🔍 死锁检测功能

### 功能特性
- **自动死锁检测**: 自动识别Java级别的死锁
- **多种死锁模式支持**: 支持synchronized和JUC锁的死锁检测
- **详细死锁信息**: 显示死锁涉及的线程和锁资源
- **智能分析**: 基于jstack输出进行精确的死锁识别

### 支持的锁类型
- **synchronized锁**: 传统的Java内置锁
- **ReentrantLock**: 可重入锁（公平/非公平）
- **ReadWriteLock**: 读写锁
- **CountDownLatch**: 计数器锁
- **Semaphore**: 信号量
- **Condition**: 条件变量
- 以及其他JUC锁类型

### 使用示例
```bash
# 自动检测所有Java进程的死锁
python3 autotune_analyzer.py --jstack

# 检测指定进程的死锁
python3 autotune_analyzer.py --jstack --pid <PID>
```

### 检测结果示例
```
--- 1. 死锁分析 ---
[严重] 检测到 1 个Java级别死锁！请立即在日志中搜索 'Found ... deadlock'。
```

---

*HygonJDK 调优助手 - 让Java性能调优更简单、更智能*