A ferramenta de análise JVM que vem com o JDK

Estouro de memória, cena famosa própria;

1. Histórico de negócios

Para serviços de arquivo em uma arquitetura distribuída, devido ao grande número de operações de fluxo de E/S envolvidas, é fácil causar exceções relacionadas à JVM, especialmente o problema de estouro de memória;

Na iteração da versão mais recente, o cenário real de processamento de negócios é quase o mesmo que o acima. Devido à adição de ações de processamento em lote no serviço de arquivos, o bug que estava oculto por muito tempo é despertado diretamente, que é o mais estouro de memória comum;

A causa do problema: Depois que o documento do word conclui o reconhecimento do conteúdo, ele é convertido em um arquivo pdf e, em seguida, a página é dividida em um conjunto de imagens. Nesse processo complexo e longo, há um contêiner de matriz que não é destruído;

Solução: analise o arquivo dump da JVM, localize a causa raiz do problema OOM, combine a análise de log anormal do serviço de arquivo e inclua a ação de liberação do recurso para solucionar o problema;

2. Diretório Jdk-Bin

Para um número considerável de novatos, ver os problemas da JVM são todos bugs ignorantes. Na verdade, esse tipo de mentalidade não é necessário. A partir da experiência de desenvolvimento de vários anos no local de trabalho, os problemas da JVM podem ser divididos em dois tipos:

• Solução fácil para desenvolvimento: Você pode atualizar recursos de memória ou ajustar alocação, ou otimizar programas para gerenciar e liberar recursos relacionados, que é o método mais utilizado;
• Solução fácil para o desenvolvimento: Por falta de experiência, grandes bugs no programa levam a exceções de JVM, que por sua vez causam uma série de reações em cadeia.Esse tipo de rebote não será Jedi, mas apenas penas de galinha;

Ao resolver exceções convencionais da JVM, você geralmente confia nas ferramentas básicas do JDK para concluir a localização do problema, de modo a analisar e resolver o problema, mas elas exigem o uso qualificado das ferramentas básicas e muitos recursos próprios do JDK são frequentemente ignorados. ;

No diretório bin do jdk, existem muitas ferramentas internas que podem ser usadas para analisar a JVM;

O acima é um diretório baseado em jdk1.8 , e há muitos comandos que são frequentemente usados ​​em desenvolvimento Vamos focar na inicialização e operação de um microsserviço e vamos dar uma olhada no uso de ferramentas JVM baseadas em JDK;

3. Ferramentas de linha de comando

1. comando jps

jps : ferramenta de status do processo de máquina virtual, este comando é frequentemente usado na implantação do ambiente Java e visualização de inicialização do serviço.Primeiro, inicie um microsserviço de fachada localmente e, em seguida, execute a consulta na linha de comando;

• jps: A saída padrão do comando é o ID do processo e o nome da classe principal do aplicativo;
• -l: Emita o ID do processo e o caminho completo da classe principal do aplicativo;
• -v：输出向jvm传递的参数，此处展示为idea中显式配置的VM-options参数，其他内容自行查看即可；
• -m：输出向main方法传递的参数，服务启动前可以在idea的Program-arguments配置；

$ jps
1281 FacadeApp

$ jps -l
1281 com.explore.facade.FacadeApp

$ jps -v
1281 FacadeApp -Xms128m -Xmx256m -XX:MaxNewSize=256m -XX:MaxPermSize=256m

$ jps -m
1281 FacadeApp hello,main-method
复制代码

2、jinfo命令

jinfo：在命令后面带pid进程号，可以输出指定进程的配置信息，在应用启动时通常不会指定过多的配置参数，就可以使用该命令查询很多参数的默认值；该命令还可以在运行时动态调整部分参数，只是很少被使用；

$ jinfo 1281            # 只粘贴个别参数
Java System Properties: # 系统参数
    java.runtime.version=1.8.0_144-b01
    file.encoding=UTF-8
    sun.java.command=com.explore.facade.FacadeApp hello,main-method
    
VM Flags:               # 虚拟机参数
    -XX:InitialHeapSize=134217728 -XX:MaxHeapSize=268435456 -XX:MaxNewSize=267911168
    
VM Arguments:           # 运行时参数
    jvm_args: -Xms128m -Xmx256m -XX:MaxNewSize=256m -XX:MaxPermSize=256m
    java_command: com.explore.facade.FacadeApp hello,main-method

$ jinfo -sysprops 1281  # 只输出【Java System Properties】参数

$ jinfo -flags 1281     # 只输出【VM Flags】参数
复制代码

3、jstat命令

jstat：以指定的频率输出JVM的监控指标，下述命令输出内存占用和GC相关信息，每隔3秒输出一次，连续打印5次；由于这里只是启动一个简单的微服务，没有执行业务逻辑，所以各项指标比较平稳；

$ jstat -gcutil 1281 3000 5
S0     S1     E      O      M     CCS    YGC     YGCT    FGC    FGCT    CGC    CGCT     GCT   
0.00   0.00  57.97  64.16  92.82  88.75    3    0.028     9    0.516     -        -    0.544
0.00   0.00  57.97  64.16  92.82  88.75    3    0.028     9    0.516     -        -    0.544
复制代码

该命令是比较常用的，这里各项指标的统计逻辑，在tools.jar包中有jstat_options参考文档，相对路径sun/tools/jstat/resources/目录下；

option gcutil {
  column {
    header "^S0^"	/* Survivor 0 Space - Percent Used */
    data (1-((sun.gc.generation.0.space.1.capacity - sun.gc.generation.0.space.1.used)/sun.gc.generation.0.space.1.capacity)) * 100
  }
  column {
    header "^S1^"	/* Survivor 1 Space - Percent Used */
    data (1-((sun.gc.generation.0.space.2.capacity - sun.gc.generation.0.space.2.used)/sun.gc.generation.0.space.2.capacity)) * 100
  }
  ......
}
复制代码

4、jstack命令

jstack：输出指定进程当前时刻在JVM中的线程信息，为了清楚的展示其效果，在服务启动时创建线程死锁，然后通过该命令就会把发生死锁的线程打印出来，通过输出可以发现两条互相等待的线程信息；

$ jstack 1281
Found one Java-level deadlock:
=============================
"test-thread-02":
  waiting for ownable synchronizer 0x00000007b00a35d0, (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync),
  which is held by "test-thread-01"
"test-thread-01":
  waiting for ownable synchronizer 0x00000007b00a35a0, (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync),
  which is held by "test-thread-02"

Java stack information for the threads listed above:
===================================================
"test-thread-02":
    at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
    - parking to wait for  <0x00000007b00a35d0> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync)

"test-thread-01":
    at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
    - parking to wait for  <0x00000007b00a35a0> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync)

Found 1 deadlock.
复制代码

5、jmap命令

jmap：可以输出指定进程的内存中对象映射信息，或者堆的关键信息、内存的使用统计、GC算法、配置、类的实例信息及内存占用等，该命令在解决JVM问题时也经常使用；

$ jmap 1281

$ jmap -heap 1281
Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio         = 0
   MaxHeapFreeRatio         = 100
   MaxHeapSize              = 536870912 (512.0MB)
   
Heap Usage:
    PS Young Generation
    Eden Space:
    From Space:
    To Space:
    PS Old Generation

$ jmap -histo:live 1281
 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------
1311:             1             32  com.explore.facade.FacadeApp$$EnhancerBySpringCGLIB$$313d9e3
复制代码

四、可视化工具

1、jconsole

Java内置的JVM性能监控工具，在熟悉上述的命令行工具之后，对于该可视化工具的使用不会太陌生，在命令中可以查看到的默认参数或者应用自定义配置，在该工具中也可以找到，并且以图形化的方式呈现；

$ jconsole  # 通过该命令会唤起jconsole界面
复制代码

这里选择线程一栏，可以直观的看到线程数量的变化曲线，也可以在下方查看某个线程的具体信息，并且可以通过检测死锁功能，发现在服务中创建的test-thread-01和test-thread-02两条线程；

2、visualvm

VisualVM作为解决JVM问题的常用工具，集成的功能丰富且强大，此处通过Idea插件的方式启动FacadeApp微服务，在进程主页可以看到自定义的配置，线程一栏因为检测到死锁直接给到异常提示；

在监视一栏可以通过【堆dump】查看详细的信息，可以查看类的实例数和大小，并且完成了结果排序和占用统计；此处信息在定位和解决JVM问题时非常重要；

对于JVM的监控工具来说，其能力与常用的命令行语法差异很小，并且这些命令在jdk中tools.jar包也可以找到其对应的类，对于一些更高级的监控平台来说，例如Kuboard、Skywalking等，也对这些底层能力做了集成，其原理应该也是大同小异。

五、参考源码

编程文档：
https://gitee.com/cicadasmile/butte-java-note

应用仓库：
https://gitee.com/cicadasmile/butte-flyer-parent
复制代码