VisualVM对OQL的支持
上上篇文章已经简单地介绍了如何通过VisualVM查看堆内存快照中的对象信息。但通常堆内存快照十分庞大，快照中的类数量也很多，很难通过浏览的方式找到所需的内容。为此，VisualVM提供了对OQL（对象查询语言）的支持，以方便开发人员在庞大的堆内存数据中快速定位所需的资源。
一，VisualVM的OQL基本语法
VisualVM的OQL是一种类似于SQL的查询语言。它的基本语法如下：
OQL由3个部分组成：select子句、from子句和where子句。select子句指定查询结果要显示的内容；from子句指定查询范围，可指定类名，如java.lang.String、char[]和Ljava.io.File（File数组）；where子句指定查询条件。
select子句和where子句支持使用JavaScript语法处理较为复杂的查询逻辑，select子句可以使用类似JSON的语法输出多个列。from子句中可以使用instanceof关键字，将给定类的子类也包括到输出列表中。
在VisualVM的OQL中，可以直接访问对象的属性和部分方法。如下例中，直接使用了String对象的count属性，筛选出长度大于等于100的字符串。
如果要选取长度大于等于256的int数组，则语法如下：
如果要筛选出表示两位数的整数字符串，则语法如下：
上例中，select子句使用JSON语法，指定输出为String对象和String.toString()；where子句使用正则表达式指定符合/^\d{2}$/条件的字符串。本例的部分输出数据如图6.59所示。
下例筛选出所有的文件路径及文件对象，其中调用了类的toString()方法。
下例使用instanceof关键字选取所有的ClassLoader，包括子类。
由于在Java程序中，一个Class类可能会被多个ClassLoader同时载入，因此在这种情况下可能需要使用Class的ID来指定Class。如下例，选出了所有ID为0x37A014D8的Class的对象实例。
注意：VisualVM的OQL语言支持JavaScript作为其子表达式。
二，内置heap对象
heap对象是VisualVMOQL的内置对象，通过heap对象可以实现一些强大的OQL功能。heap对象的主要方法如下：
·forEachClass()：对每一个类对象执行一个回调操作。它的使用方法类似于heap.forEachClass（callback），其中callback为JavaScript函数。
·findClass()：查找给定名称的类对象，返回类的方法和属性参考表6.3。它的调用方法类似于heap.findClass（className）。
·classes()：返回堆快照中所有类的集合。使用方法类似于heap.classes()。
·objects()：返回堆快照中所有的对象集合。使用方法类似于heap.objects（clazz，[includeSubtypes]，[filter]），其中clazz指定类名称，includeSubtypes指定是否选出子类，filter为过滤器，指定筛选规则。includeSubtypes和filter可以省略。
·livepaths()：返回指定对象的存活路径，即显示哪些对象直接或者间接引用了给定对象。它的使用方法类似于heap.livepaths（obj）。
·roots()：返回这个堆的根对象。使用方法类似于heap.roots()。表6.3使用findClass()返回的Class对象拥有的属性和方法
例如，查找java.util.Vector类，语法如下：
查找java.util.Vector的所有父类，语法如下：
输出结果如下：
查找所有在java.io包下的对象，语法如下：
查找字符串“56”的引用链，语法如下：
以下是一种可能的输出结果，其中java.lang.String#274即字符串“56”。
查找这个堆的根对象，语法如下：
查找当前堆中所有java.io.File对象的实例，语法如下：
三，对象函数
在VisualVM中还为OQL语言提供了一组以对象为操作目标的内置函数。通过这些函数，可以获取目标对象的更多信息。本节将介绍常用的对象函数。
1．classof()函数
classof()函数返回给定的Java对象的类，调用方法形如classof（objname）。其返回的类对象具有以下属性。
·name：类名称。·superclass：父类。·statics：类的静态变量的名称和值。·fields：类的域信息。
返回的类对象拥有以下方法。·isSubclassOf()：是否是指定类的子类。·isSuperclassOf()：是否是指定类的父类。·subclasses()：返回所有子类。·superclasses()：返回所有父类。
下例将返回所有Vector类及子类的类型。
输出结果如下：
2．objectid()函数
objectid()函数返回对象的ID。使用方法为objectid（objname）。下例将返回所有Vector对象（不包含子类）的ID。
3．reachables()函数
reachables()函数返回给定对象的可达对象集合，使用方法为reachables（obj，[filter]），其中obj为给定对象，filter指定忽略给定对象中的某一字段的可达引用。
下例将返回“56”这个String对象的所有可达对象。
输出结果如下：
这里的返回结果是java.lang.String.value域的引用对象，即给定的String类型的value域指向对象char[]#264。如果使用过滤，要求输出结果中不包含java.lang.String.value域的引用对象，代码如下：
以上代码输出结果为空，因为String对象只有value包含对其他对象的引用。
4．referrers()函数referrers()函数返回引用给定对象的对象集合，使用方法为referrers（obj）。
下例将返回引用“56”的String对象的对象集合。
输出结果如下：
这说明一个Object数组和一个File文件对象引用了“56”这个字符串对象。在查询结果中单击java.lang.Object[]#311，可进一步找到引用java.lang.Object[]#311对象的是一个Vector对象，如图6.60所示，这表明“56”字符串被一个Vector所持有。
单击java.io.File#9，可以找到File对象的哪个字段引用了字符串“56”，如图6.61所示。
下例将找出长度为2，并且至少被2个对象引用的字符串。
注意：where子句中使用的逻辑运算符是&&。这是JavaScript语法，不能像SQL一样使用AND操作符。
5．referees()函数
referees()函数返回给定对象的直接引用对象集合，使用方法为referees（obj）。
下例将返回File对象的静态成员引用。
下例将返回长度为2，并且至少被2个对象引用的字符串的直接引用。
6．sizeof()函数
sizeof()函数返回指定对象的大小（不包括它的引用对象），即浅堆（ShallowSize）。
注意：sizeof()函数返回对象的大小不包括对象的引用对象。因
此，sizeof()的返回值由对象的类型决定，和对象的具体内容无关。
下例将返回所有int数组的大小及对象。
下例将返回所有Vector的大小及对象。
输出结果如图6.62所示。
不论Vector集合包含多少对象，Vector对象所占用的内存大小始终为24KB。这是由Vector本身的结构决定的，与其内容无关。sizeof()函数就是返回对象的固有大小。
7．rsizeof()函数
rsizeof()函数返回对象及其引用对象的大小总和，即深堆（RetainedSize）。这个数值不仅与类本身的结构有关，还与对象的当前数据内容有关。
下例显示了所有Vector对象的ShallowSize及RetainedSize。
部分输出结果如图6.63所示。
注意：rsizeof()函数取得对象及其引用对象的大小总和。因此，
它的返回值与对象的当前数据内容有关。
8．toHtml()函数
toHtml()函数将对象转换为HTML显示。
下例将Vector对象的输出使用HTML进行加粗和斜体显示。
输出结果如图6.64所示。
四，集合/统计函数
VisualVM中还有一组用于集合操作和统计的函数，可以方便地对结果集进行后处理或者统计操作。集合/统计函数主要有contains()、count()、filter()、length()、map()、max()、min()、sort()和top()等。
1．contains()函数
contains()函数判断给定集合是否包含满足给定表达式的对象。它的使用方法为contains（set，boolexpression），其中set为给定集合，boolexpression为表达式。在boolexpression中，可以使用contains()函数的如下内置对象。
·it：当前访问对象。·index：当前对象索引。·array：当前迭代的数组/集合。
下例返回被File对象引用的String对象集合。首先通过referrers（s）得到所有引用String对象的对象集合，然后使用contains()函数及其参数布尔等式表达式classof（it）.name=='java.io.File'），将contains()的筛选条件设置为类名是java.io.File的对象。
本例的输出结果如下：
通过该OQL，得到了当前堆中所有File对象的文件名称，可以理解为当前Java程序通过java.io.File已打开或持有的所有文件（56为文件名）。
2．count()函数
count()函数返回指定集合内满足给定布尔表达式的对象数量。它的基本使用方法为count（set，[boolexpression]）。其中参数set指定要统计总数的集合，boolexpression为布尔条件表达式，可以省略，但如果指定，count()函数将只计算满足表达式的对象个数。在boolexpression表达式中，可以使用以下内置对象。
·it：当前的访问对象。·index：当前的对象索引。·array：当前迭代的数组/集合。
下例将返回堆中所有java.io包中的类的数量，布尔表达式使用正则表达式表示。
下例将返回堆中所有类的数量。
3．filter()函数
filter()函数返回给定集合中，满足某一个布尔表达式的对象子集合，使用方法为filter（set，boolexpression）。在boolexpression中，可以使用以下内置对象。
·it：当前的访问对象。·index：当前的对象索引。
·array：当前迭代的数组/集合。下例将返回所有java.io包中的类。
下例将返回当前堆中，引用了java.io.File对象并且不在java.io包中的所有对象实例。首先使用referrers()函数得到所有引用java.io.File对象的实例，接着使用filter()函数进行过滤，只选取不在java.io包中的对象。
4．length()函数
length()函数返回给定集合的数量，使用方法为length（set）。下例将返回当前堆中所有类的数量。
5．map()函数
map()函数将结果集中的每一个元素按照特定的规则进行转换，以方便输出显示。它的使用方法为map（set，transferCode），其中set为目标集合，transferCode为转换代码。在transferCode中可以使用以下内置对象。
·it：当前的访问对象。·index：当前的对象索引。·array：当前迭代的数组/集合。
下例将当前堆中的所有File对象进行格式化输出。
输出结果为：
注意：map()函数可以用于对输出的数据格式化，它可以将集合中的每一个对象转换成特定的输出格式。
6．max()函数
max()函数用于计算并获得给定集合的最大元素，使用方法为max（set，[express]），其中set为给定的集合，express为比较表达式，指定元素间的比较逻辑。参数express可以省略，若省略，则执行数值比较。参数express可以使用以下内置对象。
·lhs：用于比较的左侧元素。·rhs：用于比较的右侧元素。
下例将显示当前堆中最长的String长度。首先使用heap.objects()函数得到所有String对象，接着使用map()函数将String对象集合转换为String对象的长度集合，最后使用max()函数得到集合中的最大元素。
以上OQL的输出为最大字符串长度，输出结果如下：
下例将取得当前堆的最长字符串。它在max()函数中设置了比较表达式，指定了集合中对象的比较逻辑。
与上例相比，它得到的是最大字符串对象，而非对象的长度，输出结果如下：
7．min()函数
min()函数计算并获得给定集合的最小元素，使用方法为min（set，[expression]），其中set为给定的集合，expression为比较表达式，指定元素间的比较逻辑。参数expression可以省略，若省略，则执行数值比较。参数expression可以使用以下内置对象。
·lhs：用于比较的左侧元素。
·rhs：用于比较的右侧元素。
下例将返回当前堆中数组长度最小的Vector对象的长度。
下例将得到数组元素长度最长的一个Vector对象。
8．sort()函数
sort()函数对指定的集合进行排序。它的一般使用方法为sort（set，expression），其中set为给定的集合，expression为集合中对象的排序逻辑。在expression中可以使用以下内置对象。
·lhs：用于比较的左侧元素。·rhs：用于比较的右侧元素。
下例将当前堆中的所有Vector按照内部数组的大小进行排序。
下例将当前堆中的所有Vector类（包括子类），按照内部数据长度从小到大进行排序，并输出Vector对象的实际大小及对象本身。
9．top()函数
top()函数返回在给定的集合中，按照特定顺序排序的前几个对象。一般使用方法为top（set，expression，num），其中set为给定的集合，expression为排序逻辑，num指定输出前几个对象。在expression中，可以使用以下内置对象。
·lhs：用于比较的左侧元素。
·rhs：用于比较的右侧元素。
下例将显示长度最长的前5个字符串。
下例将显示长度最长的5个字符串，并输出它们的长度与对象。
10．sum()函数
sum()函数用于计算集合的累计值。它的一般使用方法为sum（set，[expression]），其中参数set为给定的集合，参数expression用于映射当前对象到一个整数。参数expression可以省略，如果省略，可以使用map()函数作为替代。
下例将计算所有java.util.Properties对象的可达对象的总大小。
下例将使用sum()函数的第二个参数expression代替map()函数，实现相同的功能。
11．unique()函数
unique()函数将除去指定集合中的重复元素，返回不包含重复元素的集合。它的一般使用方法为unique（set）。
下例将返回当前堆中有多少个不同的字符串。
五，程序化OQL
VisualVM不仅支持在OQL控制台上执行OQL查询语言，也可以通过其OQL相关的JAR包将OQL查询程序化，从而获得更加灵活的对象查询功能，实现堆快照分析的自动化。
在进行OQL开发前，工程需要引用VisualVM安装目录下的JAR包，如图6.65所示。
以下代码是一段程序化OQL查询的示例代码，展示了如何通过程序来获取堆快照中的对象数据。
第9、10行代码指定打开一个堆快照文件，第21行代码打印出堆中所有的类，第32行的visit()方法传入参数Object为OQL查询结果集中的一个对象。visit()方法如果返回false，则将继续访问结果集中的后续对象；如果返回true，则停止访问后续对象。
注意：使用VisualVM的相关JAR包，可以将堆内存分析工作根据应用的自身情况进行自动化处理，大大降低了手工分析的工作量。
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