深入了解JVM——虚拟机性能监控与故障处理工具

Posted 2022-12-02 在咖啡里溺水的鱼

本文为 《深入理解Java虚拟机》第四章内容的学习笔记，部分内容经过二次加工。若对相关知识感兴趣，推荐购书深入阅读。若认为文章涉嫌侵权，请联系作者及时删除。
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开源创造世界

个人练习代码：https://github.com/dreamerfable/Understanding-the-JVM

JDK的命令行工具

• jps JVM Process Status Tool，显示指定系统内所有的HotSpot虚拟机进程
• jstat JVM Statistics Monitoring Tool，用于收集HotSpot虚拟机各方面的运行数据
• jinfo Configuration Info for Java， 显示虚拟机配置信息
• jmap Memory Map for Java，生成虚拟机的内存转储快照 heapdump 文件
• jhat JVM Heap Dump Browser，用于分析heapdump文件，它会建立一个HTTP/html服务器，让用户可以再浏览器上查看分析结果
• jstack Stack Trace for Java，显示虚拟机的线程快照

jps

可以列出正在运行的虚拟机进程，显示虚拟机执行主类名称以及这些进程的本地虚拟机唯一ID LVMID Local Virtual Machine Identifier.

命令:

jps [options] [hostid]

options

选项	作用
-q	只输出LVMID，省略主类名称
-m	输出虚拟机进程启动时传递给主类main()函数的参数
-l	输出主类的全名，如果执行的是jar包则输出jar路径
-v	输出虚拟机进程启动时JVM参数

hostid

jps可以通过RMI协议查询开启了RMI服务的远程虚拟机进程状态，hostid为RMI注册表中注册的主机名

jstat

用于监视虚拟机各种运行状态信息的命令行工具。可以显式本地或者远程虚拟机进程中的类装载、内存、垃圾收集、JIT编译等运行数据，在没有GUI图形界面，只提供纯文本控制台环境的服务器上，是运行期定位虚拟机性能问题的首选工具。

命令

jstat [option vmid [interval[s|ms] [count]]]

vmid

对于本地虚拟机继承VMID与LVMID一致，对于远程虚拟机进程，VMID的格式是

[protocol:][//]lvmid[@hostname[:port]/servername]

interval 查询间隔，count 查询次数。省略时只查询一次。单位毫秒。

option 希望查询的虚拟机信息，分为：类装载、垃圾收集、运行期编译情况

选项	作用
-class	监视类装载、卸载数量、总空间以及类装载所耗费的时间
-gc	监视Java堆状况，包括Eden区、survivor区、老年代、永久代容量、医用空间、GC时间合计等
-gccapacity	内容与-gc相同，输出主要关注Java堆各个区域使用到的最大、最小空间
-gcutil	内容与-gc相同，输出主要关注已使用空间占总空间的百分比
-gccause	与-gcutil功能一样，额外输出导致上一次GC产生的原因
-gcnew	监视新生代GC状况
-gcnewcapacity	内容与-gcnew相同，输出主要关注使用到的最大、最小空间
-gcold	监视老年代GC状况
-gcoldcapacity	内容与-gcold相同，输出主要关注使用到的最大、最小空间
-gcpermcapacity	输出永久代使用到的最大、最小空间
-compiler	输出JIT编译器编译过的方法、耗时等信息
-printcompilation	输出已经被JIT编译的方法

jinfo

实时查看和调整虚拟机各项参数。

jinfo [option] pid

-sysprops 把虚拟机进程的System.getProperties()内容打印出来

-flag [+|-] name 或 -flag name=value 修改一部分运行期可写的虚拟机参数值

jmap

jmap Memory Map for Java 命令用于生成堆转储快照（heapdump）。除jmap之外，通过-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError可以再虚拟机产生OOM异常之后自动生成dump文件，通过-XX:+HeapDumpOnCtrlBreak可以使用ctrl+break键让虚拟机生成dump文件，或在linux系统上使用Kill-3命令发送进程退出信号得到dump文件。

jmap除了获取dump文件，还可以查询finalize执行队列、Java堆和永久代的详细信息，如空间使用率、当前用的是哪种收集器等。

部分功能在windows系统使用受限

jmap [option] vmid

选项	作用
-dump	生成Java堆转储快照。格式为:-dump:[live,]format=b,file=,live子参数指定是否只dump出存活的对象
-finalizerinfo	显示在F-Queue中等待Finalizer线程执行finalize方法的对象。只在Linux/Solaris平台下有效
-heap	显示Java堆详细信息，如使用哪种回收器、参数配置、分代状况等。只在Linux/Solaris平台下有效
-histo	显示堆中对象统计信息，包括类、实例数量、合计容量
-permstat	以Classloader为统计口径显式永久代内存状态。只在Linux/Solaris平台下有效
-F	当虚拟机进程对-dump选项没有响应时，可使用这个选项强制生成dump快照。只在Linux/Solaris平台下有效

jhat

jhat JVM Heap Analysis Tool 命令用来与 jmap 搭配使用，分析jmmap生成的堆转储快照。jhat内置了一个微型的HTTP/HTML服务器，生成dump文件的分析结果后，可以再浏览器中查看。

可以使用其他可视化工具查看，该工具使用较少。

jstack

jstack Stack Trace for Java 命令用于生成虚拟机当前时刻的线程快照，一般称为threaddump或者javacore文件。线程快照就是当前虚拟机内每一条线程正在执行的方法堆栈的集合，可以用来定位线程出现长时间停顿的原因。

jstak [option] vmid

选项	作用
-F	当正常输出的请求不被响应时，强制输出线程堆栈
-l	出堆栈外，显示关于锁的附加信息
-m	如果调用到本地方法的话，可以显示C/C++的堆栈

HSDIS

JIT生成代码反汇编，它的作用是让HotSpot的-XX:+PrintAssembly指令调用它来把动态生成的本地代码还原为汇编代码输出，同时还会生成大量有价值的注释。

它包含在HotSpot虚拟机的源码中，但没有提供编译后的程序。可以从Project Kenai的网站上下载编译好的插件，放到 JDK_HOME/jre/bin/client和JDK_HOME/jre/bin/server目录中。在Debug或者FastDebug版本的HotSpot中，可以直接通过-XX:+PringAssembly
使用插件。Product版的还需要额外加入 -XX：+UnlockDiagnosticVMOption参数。

JDK中的可视化工具

• jConsole
• VisualVM

JConsole

JConsole Java Monitoring and Management Console 是一种基于JMX的可视化监视、管理工具。它管理部分的功能是针对JMX MBean进行管理于MBean可以使用代码、中间件服务器的管理控制台或者所有符合JMX规范的软件进行访问

VisualVM

Visual VM All-in-One Java Troubleshooting Tool 是目前功能最强大的运行监视和故障处理程序。