虚拟机性能监控及调优分析

JDK的很多小工具的名字都参考了UNIX命令的命名方式,jps ( JVM Process Status Tool ) 是其中的典型。除了名字像UNIX的ps命令之外,它的功能也和ps命令类似:可以列出正在运行的虚拟机进程,并显示虛拟机执行主类(Mam Class,main ( ) 函数所在的类)名称以及这些进程的本地虛拟机唯一ID ( Local Virtual Machine Identifier,LVMID ) 。虽然功能比较单一 ,但它是使用频率最高的JDK命令行工具,因为其他的JDK工具大多需要输入它查询到的LVMID来确定要监控的是哪一个虚拟机进程。对于本地虚拟机进程来说,LVMID与操作系统的进程ID ( Process Identifier,PID ) 是一致的,使用Windows的任务管理器或者UNIX的ps命令也可以查询到虚拟机进程的LVMID , 但如果同时启动了多个虚拟机进程,无法根据进程名称定位时,那就只能依赖jps命令显示主类的功能才能区分了。

jps命令格式:

jps[options][hostid]

jps执行样例:

D :\Develop\Java\jdkl.6.0_21\bin>jps -l
2338 D :\Develop\glassfisE\bin\..\modules\admin-cli.jar 
2764 com.sun.enterprise.glassfish.bootstrap.ASMain 
3788 sun.tools.jps.Jps

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。jps的其他常用选项见表4-2。

注：tools.jar中的类库不属于Java的标准API,如果引入这个类库,就意味着用户的程序只能运行于Sun Hotspot ( 或一些从Sun公司购买了JDK的源码License的虚拟机,如IBM J9、 BEA JRockit)上面,或者在部署程序时需要一起部署tools.jar。

jstat :虚拟机统计信息监视工具

jstat( JVM Statistics Monitoring Tool )是用于监视虚拟机各种运行状态信息的命令行工具。它可以显示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,只提供了纯文本控制台环境的服务器上,它将是运行期定位虚拟机性能问题的首选工具。

jstat命令格式为:

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

对于命令格式中的VMID与LVMID需要特别说明一下:如果是本地虚拟机进程,VMID与 LVMID是一致的,如果是远程虚拟机进程,那VMID的格式应当是:

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

参数interval和count代表查询间隔和次数,如果省略这两个参数,说明只查询一次。假设需要每250毫秒查询一次进程2764垃圾收集状况,一共查询20次,那命令应当是:

jstat -gc 2764 250 20

选项option代表着用户希望查询的虚拟机信息,主要分为3类 :类装载、垃圾收集、运行期编译状况,具体选项及作用请参考表4-3中的描述。

jstat监视选项众多，这里仅举监视一台刚刚启动的 GlassFish v3服务器的内存状况的例子来演示如何查看监视结果。监视参数与输出结果如代码清单4-1所示。

D:\Develop\Java\jdkl.6.0_21\bin> jstat -gcutil 2764 
S0 S1 E 0 P YGC YGCT FGC FGCT GCT
0.00 0.00 6.20 41.42 47.20 16 0.105 3 0.472 0.577

查询结果表明:这台服务器的新生代Eden区( E ,表示Eden)使用了6.2%的空间,两个 Survivor区(S0、S1 , 表示Survivor0、 Survivor1) 里面都是空的,老年代( O , 表示Old )和永久代( P , 表示Permanent) 则分别使用了41.42%和47.20%的空间。程序运行以来共发生 Minor GC(YGC,表示Young GC)16次,总耗时0.105秒,发生Full GC(FGC,表示Full GC)3次,Full GC总耗时(FGCT,表示Full GC Time)为0.472秒,所有GC总耗时(GCT , 表示GC Time )为0.577秒。

使用jstat工具在纯文本状态下监视虚拟机状态的变化,确实不如后面将会提到的 VisualVM等可视化的监视工具直接以图表展现那样直观。但许多服务器管理员都习惯了在文本控制台中工作,直接在控制台中使用jstat命令依然是一种常用的监控方式。

jinfo : Java配置信息工具

jinfo ( Configuration Info for Java ) 的作用是实时地查看和调整虚拟机各项参数。使用jps命令的-v参数可以查看虚拟机启动时显式指定的参数列表,但如果想知道未被显式指定的参数的系统默认值,除了去找资料外,就只能使用jinfo的-flag选项进行查询了(如果只限于 JDK 1.6或以上版本的话,使用java-XX : +PrintFlagsFinal查看参数默认值也是一个很好的选择 ),jinfo还可以使用-sysprops选项把虚拟机进程的System.getProperties() 的内容打印出来。这个命令在JDK 1.5时期已经随着Linux版的JDK发布 ,当时只提供了信息查询的功能 ,JDK 1.6之后,jinfo在Windows和Linux平台都有提供,并且加入了运行期修改参数的能力 ,可以使用-flag[+|-jname或者-flag name=value修改一部分运行期可写的虚拟机参数值。 JDK 1.6中,jinfo对手Windows平台功能仍然有较大限制,只提供了最基本的-flag选项。

jinfo命令格式:

jinfo[option]pid

执行样例:查询CMSInitiatingOccupancyFraction参数值。

C:\>jinfo -flag CMSInitiatingOccupancyFraction 1444 
-XX :CMSInitiatingOccupancyFraction=85

jmap : Java内存映像工具

jmap ( Memory Map for Java ) 命令用于生成堆转储快照(一般称为heapdump或dump文件 )。如果不使用jmap命令,要想获取Java堆转储快照,还有一些比较“暴力”的手段:譬如-XX : +HeapDumpOnOutOfMemoryError参数,可以让虚拟机在OOM异常出现之后自动生成dump文件,通过-XX : +HeapDumpOnCtrlBreak参数则可以使用[Ctrl]+[Break] 键让虚拟机生成dump文件 ,又或者在Linux系统下通过Kill -3命令发送进程退出信号“吓唬”下虚拟机,也能拿到dump文件。

jmap的作用并不仅仅是为了获取dump文件,它还可以查询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。

和jinfo命令一样,jmap有不少功能在Windows平台下都是受限的,除了生成dump文件的-dump选项和用于查看每个类的实例、空间占用统计的-histo选项在所有操作系统都提供之外 ,其余选项都只能在Linux/Solaris下使用。

jmap命令格式: