JVM性能调优监控工具解析

我们在企业级Java开发的过程中有时会遇到以下问题：

内存泄漏
线程死锁
锁抢占
CPU占用过高
等等

JVM提供了一些命令工具可以帮助我们来定位这些问题：

1. Jps（Java Virtual Machine Process Status Tool）

它主要用来输出JVM中正在运行的进程状态信息。其语法格式如下：

usage: jps [-help]
       jps [-q] [-mlvV] [<hostid>]

Definitions:
    <hostid>:      <hostname>[:<port>]

Definitions中的host如果不指定，就代表本机。

其参数说明如下：

-q	只输出进程号，不输出类名，jar名和main方法的传入参数。
-m	输出传入main方法的参数。
-l	输出main类或Jar的全限定名。
-v	输出传入JVM的参数。

2. Jstack

jstack主要用来查看某个Java进程内所有线程的堆栈信息。其语法格式如下：

Usage:
    jstack [-l] <pid>
        (to connect to running process)
    jstack -F [-m] [-l] <pid>
        (to connect to a hung process)
    jstack [-m] [-l] <executable> <core>
        (to connect to a core file)
    jstack [-m] [-l] [server_id@]<remote server IP or hostname>
        (to connect to a remote debug server)

Options:
    -F  to force a thread dump. Use when jstack <pid> does not respond (process is hung)
    -m  to print both java and native frames (mixed mode)
    -l  long listing. Prints additional information about locks
    -h or -help to print this help message

Jstack可以通过线程堆栈信息来定位到具体代码。比如有一个线程CPU消耗特别高，如何查呢？具体方式如下：

根据linux命令：ps -ef | grep java 来查到需要定位的jvm进程号<pid>。
使用linux命令：top -Hp <pid> 来查到CPU使用最高的线程号。并将该线程号转换为16进制。
通过jvm命令：jstack -l <pid> > aaa.log 将该JVM进程的堆栈信息写入aaa.log文件中。
在aaa.log中查找我们算出的16进制的那个线程号。找到的堆栈信息就是该线程的堆栈信息。

3. jmap

jmap可以查看JVM中堆内存的使用情况。其使用语法如下：

Usage:
    jmap [option] <pid>
        (to connect to running process)
    jmap [option] <executable <core>
        (to connect to a core file)
    jmap [option] [server_id@]<remote server IP or hostname>
        (to connect to remote debug server)

where <option> is one of:
    <none>               to print same info as Solaris pmap
    -heap                to print java heap summary
    -histo[:live]        to print histogram of java object heap; if the "live"
                         suboption is specified, only count live objects
    -clstats             to print class loader statistics
    -finalizerinfo       to print information on objects awaiting finalization
    -dump:<dump-options> to dump java heap in hprof binary format
                         dump-options:
                           live         dump only live objects; if not specified,
                                        all objects in the heap are dumped.
                           format=b     binary format
                           file=<file>  dump heap to <file>
                         Example: jmap -dump:live,format=b,file=heap.bin <pid>
    -F                   force. Use with -dump:<dump-options> <pid> or -histo
                         to force a heap dump or histogram when <pid> does not
                         respond. The "live" suboption is not supported
                         in this mode.
    -h | -help           to print this help message
    -J<flag>             to pass <flag> directly to the runtime system

使用jmap -histo[:live] <pid> 查看堆内存中的对象数目、大小统计直方图，如果带上live则只统计活对象，如下所示：

172.20.120.15:hadoop@sz-pg-app-hadoop-001:/home/hadoop]$ jmap -histo:live 22651 | more

 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------
   1:         14798       37768024  [I
   2:         65877       29211512  [C
   3:          6239       13987208  [B
   4:         75269        4165384  [Ljava.lang.Object;
   5:         71952        2878080  java.lang.ref.Finalizer
   6:         56021        2240840  org.apache.commons.dbcp2.DelegatingPreparedStatement
   7:        116128        1858048  java.lang.Object
   8:         54438        1742016  java.util.HashMap$Node
   9:         69013        1656312  java.util.ArrayList
  10:         62762        1506288  java.lang.String
  11:         11865        1325728  java.lang.Class
  12:         18610        1323840  [Ljava.util.HashMap$Node;
  13:          8492        1222848  org.jboss.netty.channel.socket.nio.NioClientSocketChannel
  14:         30941         990112  java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Node
  15:          8675         971600  sun.nio.ch.SocketChannelImpl
  16:         17303         830544  java.util.HashMap
  17:         34456         826944  java.net.InetSocketAddress$InetSocketAddressHolder
  18:          7312         818944  java.net.SocksSocketImpl
  19:          8492         747296  org.jboss.netty.handler.codec.http.HttpClientCodec$Decoder
  20:         17008         680320  org.jboss.netty.channel.DefaultChannelPipeline$DefaultChannelHandlerContext
  21:         25518         612432  java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue$Node
  22:         34456         551296  java.net.InetSocketAddress
  23:           359         499168  [Ljava.nio.ByteBuffer;
  24:          8494         475664  org.jboss.netty.util.HashedWheelTimer$HashedWheelTimeout
  25:          5111         449768  java.lang.reflect.Method
  26:         17198         412752  java.util.concurrent.ConcurrentLinkedQueue
  27:          8492         407616  org.jboss.netty.channel.AbstractChannel$ChannelCloseFuture

上面那几个class name都是啥意思呢？

B	byte	带符号的byte
C	char	Unicode字符
D	double	双精度浮点数
F	float	单精度浮点数
I	int	32位整数
J	long	64位整数
S	short	16位整数
Z	boolean	true or false
LClassname	reference	引用类型 Ljava/lang/String 表示String Ljava/lang/Integer 表示Integer
[	reference	数组类型，例如 [I 表示 int[] [Ljava/lang/Object 表示Object[] [[[D 表示 double[][][]

4. jstat

jstat是JVM的统计监测工具。其语法格式如下：

Usage: jstat -help|-options
       jstat -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval> [<count>]]

Definitions:
  <option>      An option reported by the -options option
  <vmid>        Virtual Machine Identifier. A vmid takes the following form:
                     <lvmid>[@<hostname>[:<port>]]
                Where <lvmid> is the local vm identifier for the target
                Java virtual machine, typically a process id; <hostname> is
                the name of the host running the target Java virtual machine;
                and <port> is the port number for the rmiregistry on the
                target host. See the jvmstat documentation for a more complete
                description of the Virtual Machine Identifier.
  <lines>       Number of samples between header lines.
  <interval>    Sampling interval. The following forms are allowed:
                    <n>["ms"|"s"]
                Where <n> is an integer and the suffix specifies the units as 
                milliseconds("ms") or seconds("s"). The default units are "ms".
  <count>       Number of samples to take before terminating.
  -J<flag>      Pass <flag> directly to the runtime system.

其Option参数如下：

jstat -class pid:显示加载class的数量，及所占空间等信息。
jstat -compiler pid:显示VM实时编译的数量等信息。
jstat -gc pid:可以显示gc的信息，查看gc的次数，及时间。其中最后五项，分别是young gc的次数，young gc的时间，full gc的次数，full gc的时间，gc的总时间。
jstat -gccapacity:可以显示，VM内存中三代（young,old,perm）对象的使用和占用大小，如：PGCMN显示的是最小perm的内存使用量，PGCMX显示的是perm的内存最大使用量，PGC是当前新生成的perm内存占用量，PC是但前perm内存占用量。其他的可以根据这个类推， OC是old内纯的占用量。
jstat -gcnew pid:new对象的信息。
jstat -gcnewcapacity pid:new对象的信息及其占用量。
jstat -gcold pid:old对象的信息。
jstat -gcoldcapacity pid:old对象的信息及其占用量。
jstat -gcpermcapacity pid: perm对象的信息及其占用量。
jstat -gcutil pid:统计gc信息统计。
jstat -printcompilation pid:当前VM执行的信息。

举例如下：

172.20.120.15:hadoop@sz-pg-app-hadoop-001:/home/hadoop]$ jstat -gcutil 22651 1000 1000
  S0     S1     E      O      M     CCS    YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   
  0.00  63.70  72.08   4.31  97.42  96.27  72859 1655.000     6    1.480 1656.479
  0.00  63.70  72.54   4.31  97.42  96.27  72859 1655.000     6    1.480 1656.479
  0.00  63.70  72.76   4.31  97.42  96.27  72859 1655.000     6    1.480 1656.479
  0.00  63.70  73.47   4.31  97.42  96.27  72859 1655.000     6    1.480 1656.479

S0 — Heap上的 Survivor space 0 区已使用空间的百分比
S1 — Heap上的 Survivor space 1 区已使用空间的百分比
E — Heap上的 Eden space 区已使用空间的百分比
O — Heap上的 Old space 区已使用空间的百分比
P — Perm space 区已使用空间的百分比
YGC — 从应用程序启动到采样时发生 Young GC 的次数
YGCT– 从应用程序启动到采样时 Young GC 所用的时间(单位秒)
FGC — 从应用程序启动到采样时发生 Full GC 的次数
FGCT– 从应用程序启动到采样时 Full GC 所用的时间(单位秒)
GCT — 从应用程序启动到采样时用于垃圾回收的总时间(单位秒)

JVM性能调优监控工具解析

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