JVM技术专题精心准备了一套JVM分析工具的锦囊「上篇」

Posted 2022-12-01 浩宇の天尚

前提概要

本文主要了解以下内容：

1. JDK自带的几款在线监控工具（JPS、jstat、jstack、jmap），用户实时监控JVM运行装填。
   
   【官方文档】

2. JVM离线分析工具(VisualVM)，用于分析dump下来的堆内存文件，远程监控JVM状态。

3. 第三方在线监控工具(Arthas的使用)

在线监控工具

JPS （打印Java进程信息）

使用场景 ： 查看当前机器的所有Java进程信息（可追踪到应用进程ID 、启动类名、文件路径。）。

指令格式 : jps 【选项 】 [hostid]

[hostid] 远程地址,可选参数，指定特定主机的IP或者域名，也可以指定具体协议端口，不指定则查看当前机器的相关信息，hostid所指机器必须开启jstatd服务。

常用命令

jps

$ jps
15236 Jps
14966 Example1

jps -l

$ jps -l
15249 sun.tools.jps.Jps
14966 com.jaxer.jvm.egs.Example1

jps -m

$ jps -m
15264 Jps -m
14966 Example1

查看当前虚拟器运行的进程，输出主类全路径名称。

jps -v

$ jps -v

14966 Example1 -Dvisualvm.id=44321340563858 -Xmx50m -Xms50m -XX:+PrintGCDetails -javaagent:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/lib/idea_rt.jar=61849:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/bin -Dfile.encoding=UTF-8

15278 Jps -Dapplication.home=/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_191.jdk/Contents/Home -Xms8m

jps -q

$ jps -q
9938
14966
15334

Jstat （虚拟机统计信息监视工具）

使用场景

于查看各个功能和区域的统计信息（如：类加载、编译相关信息统计，各个内存区域GC概况和统计）

格式

• jstat [option vmid [interval[s|ms] [count]] ]
• jstat 【选项】 【进程ID】 [间隔时间 ] [查询次数]
  • [间隔时间 ] 可选参数，每隔多长时间输出一次信息，单位为毫秒。
  • [查询次数] 可选参数，总共输出多少次信息。

常用指令：

jstat -gc PID

查看即时内存使用情况、垃圾回收统计信息，用于分析GC情况。

指令案例:

jstat -gc 16462 1000 5

查看16462进程 应用的堆内存使用、垃圾回收统计信息，每个1000毫秒输出一次，总共输入5次。

参数说明

• S0C 和 S0U //S0区的总内存大小和已使用的内存大小。

• S1C 和S1U //S1区的总内存大小和已使用的内存大小。。

• EC 和 EU //Eden区的总内存大小 和已使用的内存大小。

• OC和OU //Old区的总内存大小 和已使用的内存大小。

• MC和MU //方法区的总内存大小 和已使用的内存大小。

• CCSC和CCSU //压缩类空间大小 和已使用的内存大小。

• YGC和 YGCT //Young GC 的总次数 和消耗总时间。

• FGC和 FGCT //Full Gc的总次数和消耗总时间。

• GCT //所有GC的消耗时间。

S0: Survivor space 0 utilization as a percentage of the space's current capacity.
S1: Survivor space 1 utilization as a percentage of the space's current capacity.
E: Eden space utilization as a percentage of the space's current capacity.
O: Old space utilization as a percentage of the space's current capacity.
M: Metaspace utilization as a percentage of the space's current capacity.
CCS: Compressed class space utilization as a percentage.
YGC: Number of young generation GC events.
YGCT: Young generation garbage collection time.
FGC: Number of full GC events.
FGCT: Full garbage collection time.
GCT: Total garbage collection time.

【Jstat工具官方说明】

jstat -class 14966

Loaded  Bytes  Unloaded  Bytes     Time
   829  1604.4        0     0.0       0.37

Jinfo（JVM参数查看修改）

使用场景：

查看和调整JVM启动和运行参数。

格式：

• jinfo 【进程ID】

• jinfo 【选项】【进程ID】

• jinfo 【选项】【具体选项参数名】【进程ID】

案例一：

查看JVM整个系统参数信息

• 比如：输出16462进程jvm的全部参数和系统属性。

• 指令 ： jinfo 16462

案列二：

查看某个具体参数

• 比如：查看老年代内存大小

• 指令：jinfo -flag OldSize 16462

案列三：

启用某个配置

• 比如：开启堆内存溢出日志打印（默认是关闭的）。

• 指令：jinfo -flag +HeapDumpOnOutOfMemory 16462

案例四

修改某个参数值

• 比如：修改当堆内存对象所占空间超过80%时进行扩容

• 指令：jinfo -flag MaxHeapFreeRatio=80 16462

案列五：

启用某个配置

• 比如： 启动GC日志打印

• 指令：jinfo -flag +PrintGCDetails 16462

$ jinfo -flags 26472
VM Flags:
-XX:CICompilerCount=3 -XX:InitialHeapSize=52428800 -XX:MaxHeapSize=52428800 -XX:MaxNewSize=17301504 -XX:MinHeapDeltaBytes=524288 -XX:NewSize=17301504 -XX:OldSize=35127296 -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:+UseFastUnorderedTimeStamps -XX:+UseParallelGC

Jmap(JVM内存信息监控+ Java 内存映像工具)

使用场景

监控堆内存使用情况和对象占用情况， 生成堆内存快照文件，查看堆内存区域配置信息。

格式：

jmap 【选项】【进程ID】

案例一

查看堆内存的配置和使用情况

• 命令：jmap -heap 18230

 Heap Configuration:
    MinHeapFreeRatio         = 0             //JVM堆缩减空间比率，低于则进行内存缩减
    MaxHeapFreeRatio         = 100           //JVM堆扩大内存空闲比例，高于则进行内存扩张
    MaxHeapSize              = 994050048 (948.0MB)   //堆最大内存大小
    NewSize                  = 20971520 (20.0MB)     //新生代初始化内存大小
    MaxNewSize               = 331350016 (316.0MB)   //新生代最大内存大小
    OldSize                  = 41943040 (40.0MB)     //老年代内存大小
    NewRatio                 = 2                     //新生代和老年代占堆内存比率
    SurvivorRatio            = 8                      //s区和Eden区占新生代内存比率
    MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB)  //元数据初始化空间大小
    CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)     //类指针压缩空间大小
    MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB       //元数据最大内存代销      
    G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB)             //G1收集器Region单元大小

 Heap Usage:
 PS Young Generation
 Eden Space: 
    capacity = 303038464 (289.0MB)             //Eden区总容量
    used     = 22801000 (21.744728088378906MB)  //Eden区已使用荣浪
    free     = 280237464 (267.2552719116211MB)   //Eden区剩余容量
    7.524127366221075% used                      //Eden区使用比例
 From Space:      //From区(也就是Survivor中的S1区)                             
    capacity = 13107200 (12.5MB)                    //S1区总容量大小
    used     = 5364536 (5.116020202636719MB)          //S1区已使用大小
    free     = 7742664 (7.383979797363281MB)           //S1区剩余大小
    40.92816162109375% used                       //S1使用比例
 To Space:      //To区 (也就是Survivor中的S2区)      
    capacity = 13631488 (13.0MB)              //S2区总容量大小
    used     = 0 (0.0MB)                     //S2区已使用大小
    free     = 13631488 (13.0MB)             //S2区剩余大小
    0.0% used                                //S2区使用比率
 PS Old Generation
    capacity = 110624768 (105.5MB)           //老年代总容量大小
    used     = 49431224 (47.14128875732422MB) //老年代已使用大小
    free     = 61193544 (58.35871124267578MB) //老年代剩余大小
    44.68368602589973% used                   //老年代使用功能比例

• 命令：jmap -histo 64898 | head 20

案例二

查看JVM中对应类型对象的数量、占用内存情况

命令

• 统计实例最多的类 前十位有哪些

jmap -histo 18230 | sort -n -r -k 2 | head -10

• 统计合计容量前十的类有哪些

jmap -histo 18230 | sort -n -r -k 3 | head -10

命令：

jmap -dump:live,format=b,file=/home/myheapdump.hprof 18230

• live 加上live代表只dump存活的对象 ；

• fomat 格式

• filie 导出的文件名

• 18230 java进程ID

• 可以在对应路径下看到堆转储快照文件 dump.hprof。导出来之后，就可以用其它工具分析快照文件了。

• 这里生成的 dump文件可以用我们后面讲的可视化工具VisualVM来打开文件对里面的内容进行分析。

dump导出堆转储快照

$ jmap -dump:live,format=b,file=/Users/jaxer/Desktop/dump.hprof 26472
Dumping heap to /Users/jaxer/Desktop/dump.hprof ...
Heap dump file created

jstack（JVM线程信息监控）

使用场景：

查看JVM线程信息 和生成线程快照。

格式：

jstack 【选项】 【进程ID】

• jstack [ 选项 ] executable core

• jstack [ 选项 ] [进程ID] 远程IP

案例一

打印堆栈线程信息 ，输出到文件

jstack -l 871055 >jstack.prof

jhat（分析查看工具）

堆转储快照分析工具

分析 jmap 生成的快照文件，命令如下：

$ jhat dump.hprof
Reading from dump.hprof...
Dump file created Sun May 03 17:09:07 CST 2020
Snapshot read, resolving...
Resolving 42293 objects...
Chasing references, expect 8 dots........
Eliminating duplicate references........
Snapshot resolved.
Started HTTP server on port 7000
Server is ready.

Server 启动后，在浏览器打开 http://localhost:7000/，可以看到如下信息：

实际工作中，一般不会直接使用 jhat 命令来分析 dump 文件，主要原因：

一般不会在部署应用程序的服务器上直接分析 dump 文件（分析工作一般比较耗时，而且消耗硬件资源，在其他机器上进行时则没必要受到命令行工具的限制）；

jhat 分析功能相对简陋，VisualVM 等更工具功能强大，将在中部和下部的时候解析介绍哦！希望大家多多加油！