تشخيص استخدام المعالج العالي في تطبيقات جافا

تُستخدم تطبيقات جافا على نطاق واسع بسبب أدائها وقابليتها للتوسع، ولكن في بعض الأحيان يمكن أن تعرض سلوكًا غير متوقع، مثل استهلاك وقت المعالج بشكل مفرط دون نشاط واضح. إذا كنت تستدعي واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بجافا من بائع وتلاحظ أن آلة جافا الافتراضية (JVM) عالقة في حالة استخدام معالج عالي، فقد يكون من المحبط والصعب تشخيص ذلك. تستكشف هذه المقالة تقنيات فعالة لمساعدتك في تحديد ما تفعله تطبيقات جافا الخاصة بك عندما يبدو أنها في حالة “انتظار دوارة”.

المشكلة: فهم استخدام المعالج

في سيناريو معين، قد تجد نفسك تواجه مشكلة استخدام المعالج العالي عند استدعاء دالة معينة من واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بجافا من بائع. عندما يحدث ذلك، يبدو أن التطبيق مشغول دون وجود مهام واضحة موكلة إليه، وقد تختلف الأعراض من بيئة إلى أخرى، مما يزيد من التعقيد.

مثال عملي:

• في بعض الخوادم، بعد تسجيل الدخول إلى واجهة برمجة التطبيقات، يرتفع استخدام المعالج إلى 100% ويستمر في الاستطلاع دون القيام بأي عمل مفيد.
• بالرغم من المشكلة، لا تعيد بعض الخوادم ذات التكوينات المماثلة هذا السلوك.

الحل: تقنيات المراقبة والتحليل

لتشخيص هذه المشكلة بشكل فعال، يمكنك استخدام أدوات جافا المدمجة مثل JConsole و VisualVM. توفر هذه الأدوات لك إمكانية مراقبة وتحليل تطبيقات جافا الخاصة بك أثناء تشغيلها، مما يسهل عليك فهم مشكلات استخدام المعالج.

1. استخدام JConsole

JConsole هو أداة مراقبة سهلة الاستخدام مضمنة مع مجموعة أدوات تطوير جافا (JDK). تتصل بتطبيق جافا الخاص بك وتوفر رؤى حول أدائه.

• الإعداد:

  • تأكد من أنك تستخدم جافا 5 أو أحدث.
  • قم بتشغيل JConsole عن طريق كتابة jconsole من سطر الأوامر.

• ما الذي يجب البحث عنه:

  • بمجرد الاتصال، يمكنك رؤية جميع الخيوط قيد التشغيل وفهم أي الخيوط تستهلك أكبر قدر من الموارد.
  • انتبه للخيوط في حالة “WAIT” وتحقق من أي منها عالقة أو تدور بشكل مفرط.

ساعدت هذه الطريقة أحد المستخدمين في التعرف على أن ملف jar لواجهة برمجة التطبيقات المستخدمة كان مكونًا بشكل خاطئ مع قاعدة البيانات، مما أدى إلى ارتفاع استخدام المعالج بسبب تفعيل ميزات تتبع ومراقبة غير ضرورية.

2. استخدام JStack للحصول على تفريغ الخيوط

بالإضافة إلى JConsole، يمكنك استخدام jstack للحصول على تفريغ للخيوط النشطة في تطبيقك. يمكن أن يوفر ذلك معلومات مفصلة حول ما تفعله كل خيط في لحظة معينة.

• كيفية الاستخدام:

  • قم بتشغيل jstack <PID> حيث <PID> هو معرف العملية لتطبيق جافا الخاص بك.

• الفوائد:

  • يتيح لك رؤية ما هي الدوال التي يتم تنفيذها حاليًا من قبل كل خيط، مما يسهل تحديد الخيط الذي يسبب استخدام المعالج العالي.

3. VisualVM: أداة تحليل أكثر شمولًا

لتحليل أكثر عمقًا، يمكنك الاستفادة من VisualVM، وهو أداة تحليل مضمّنة من تحديث جافا 6 رقم 7 فما بعد.

• كيفية الوصول إليها:

  • قم بتشغيله عن طريق كتابة jvisualvm من سطر الأوامر.

• الميزات:

  • يوفر VisualVM رؤى حول استخدام الذاكرة، وتحليل المعالج، ويسمح لك بمراقبة مؤشرات أداء تطبيقك على مدار الزمن.
  • يمكنك ربطه بتطبيقك الجاري واستكشاف خيوط مختلفة، وتسريبات الذاكرة، وأي اختناقات في الأداء الأخرى.

4. استكشاف أدوات تحليل إضافية

بينما تُعتبر JConsole و VisualVM أدوات قوية، قد ترغب أيضًا في التفكير في تجربة أدوات تحليل أخرى للحصول على رؤى أوسع:

• JProfiler: على الرغم من كونه أداة مدفوعة، إلا أن JProfiler يوفر ميزات تحليل قوية قد تكون جديرة بالاستثمار إذا كنت تتعامل بشكل متكرر مع تحليل الأداء.
• خيارات مفتوحة المصدر: هناك العديد من أدوات التحليل مفتوحة المصدر المتاحة التي يمكن مقارنتها من حيث الوظائف وتقديم رؤى أساسية حول الأداء.

الخاتمة: اتخاذ الإجراء

بعد إجراء هذه الفحوصات، يمكنك اتخاذ قرارات مستنيرة لمعالجة ارتفاع استخدام المعالج. في مثالنا، أدى تغيير ملف jar لواجهة برمجة التطبيقات إلى حل مشكلة التكوين الخاطئ، مما أدى إلى تحسين الأداء بشكل كبير.

من خلال معرفتك بكيفية مراقبة تطبيقات جافا الخاصة بك بشكل فعال، يمكنك تشخيص المشكلات بسرعة، وتحسين الأداء، ومن ثم تقديم تجربة أكثر سلاسة لمستخدميك النهائيين.

تذكر دائمًا الحفاظ على تحديث أدواتك إلى أحدث إصدار واستكشاف تقنيات مراقبة الأداء الجديدة باستمرار للبقاء في المقدمة في مواجهة مشكلات محتملة.

للمزيد من القراءة، اطلع على الوثائق الخاصة بـ JConsole و VisualVM.