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什么是JFR？

JFR是Java Flight Record（Java飞行记录）的缩写，是JVM内置的基于事件的监控记录框架。这个起名参考了黑匣子对于飞机的作用，将Java进程比喻成飞机飞行。顾名思义，JFR主要用于问题定位和持续监控。

JFR版本

JFR 0.9版本对应JDK7和8，在8u40之后，可以在运行时开启/关闭。JFR 1.0版本对应JDK9和10，在这一版本之后，增加了JFR事件接口，用户可以生产或者消费某种事件。JFR 2.0版本对应JDK11，下面的参数都是基于这一版本。

为什么用JFR？

为了在生产环境更好的定位问题。JDK提供了一个可以长期开启，对应用影响很小的持续监控手段，官方的目标是开启JFR监控（默认配置，非profile）对性能的影响在1%以内，对JVM Runtime、GC、OS以及Java库进行全方位的监控。

JFR的核心（Event）

在JFR中一切皆为Event，任意JVM行为都是一个Event，例如：

• 类加载，Class Load Event
• 开启JFR记录，Recording Reason Event
• 就算是 Event 丢失，也是一个 Data Loss Event

Event 在某些特定的时间点产生，**由名称、时间戳、Event 数据体组成。**不同的 Event 数据体不同（例如 CPU 负载，Event 前后的 Java 堆大小，获取锁的线程 ID 等）

大部分的 Event，都有 Event 是在哪个线程发生的、线程的调用栈、Event 持续时间，利用这些信息，我们可以回溯 Event 发生当时的情况。

Event类型

Event 按照采集方式可以分为三种：

• Instant Event，这种 Event 在发生时就立刻采集。例如：Throw Exception Event、Thread Start Event，这种在某一时刻发生的 Event
• Duration Event，这种 Event 在完成的时候记录。因为需要耗费一些时间，但可以设置一个时间限制，超时才记录。例如：GC Event、Thread Sleep Event
• Sample Event（Requestable Event）这种 Event 按照一定的频率采集。频率是可以配置的，例如：Thread Dump Event、Method Sampling Event

由于 JFR 会采集很多很多的数据，为了效率，最好配置自己感兴趣的事件采集。并且对于 Duration Event 设置时间限制，一般我们对于时间短的事件并不关心。

Event存储

Event 会被写入.jfr的二进制文件中，以little endian base 128的形式编码，以 Class Load Event 举个例子：

0000FC10 : 98 80 80 00 87 02 95 ae e4 b2 92 03 a2 f7 ae 9a 94 02 02 01 8d 11 00 00

• 0000FC10: 文件位置
• 98 80 80 00: Event大小
• 87 02: Event ID
• 95 ae e4 b2 92 03: 时间戳
• a2 f7 ae 9a 94 02: 持续时间
• 02: 线程 ID
• 01: 堆栈 ID
• 8d 11: 加载的类
• 00 : 定义类的 ClassLoader
• 00 : 初始化类的 ClassLoader

实际使用中，通过可视化工具JMC查看.jfr文件

如何实现的低延迟、低性能损耗？

Event 是多线程产生的，如果 Event 记录要保证全局有序，那么肯定需要多线程向一个指定队列或者缓存输出，那么不可避免的会涉及到锁争用，这样是很低效的。而 Event 本身带时间戳，所以记录时不需要排序，将每个线程内的记录，合并成一个集合后再进行排序高效得多。

1. 所有的 Event 会先存储到每个线程自己的 Thread Buffer（默认8KB，这是一个经验值）
2. Thread Buffer 满了之后刷入 Global Buffer（可配置）
3. Global Buffer 满了之后会选择丢弃或者刷入文件（可配置）

Thread Buffer 中的数据要么在内存中，要么就在磁盘里。不会两个地方都存在。

JFR记录数据丢失？

• 断电、操作系统强制重启
• kill -9 了 Java 进程
• JVM 崩溃

刷入文件的 Event 不会丢，但 Global Buffer、Thread Buffer 会丢失。正常退出、应用异常但JVM正常退出的，数据不会丢。数据在从 Thread Buffer 刷入 Global Bufeer 的时候， 如果去 dump JFR 的数据，*可能这部分数据会被忽略而导致看不到。 *

*从 Global Buffer 刷入磁盘不够快的时候，这时候要刷入磁盘的数据可能被丢弃。*当发生这种情况时，会记录下数据丢失事件，这个事件包括是哪块时间的数据丢掉了。通过 JFR 的日志也能看到这个信息。