Java JVM 读书笔记 - 虚拟机性能监控和故障处理工具

给系统定位问题，知识、经验是关键基础，数据时依据，工具是运用知识处理数据的手段。

数据：运行日志    异常堆栈  GC日志  线程快照（threaddump/javacore文件）  堆转储快照（heapdump/hprof文件）

一 JDK命令行工具

1  jps  虚拟机进程状况工具

常用的几个参数：

-l   输出java应用程序的main class的完整包

-q 仅显示pid，不显示其它任何相关信息

-m 输出传递给main方法的参数

-v 输出传递给JVM的参数。在诊断JVM相关问题的时候，这个参数可以查看JVM相关参数的设置

2  jstat    虚拟机统计信息监视工具

jstat [ generalOption | outputOptions vmid [interval[s|ms] [count]] ]

vmid是虚拟机ID，在Linux/Unix系统上一般就是进程ID。interval是采样时间间隔。count是采样数目。比如下面输出的是GC信息，采样时间间隔为250ms，采样数为4：

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root@ubuntu:/# jstat -gc 21711 250 4  S0C    S1C    S0U    S1U      EC       EU        OC         OU       PC     PU       YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT    192.0  192.0   64.0   0.0    6144.0   1854.9   32000.0     4111.6   55296.0 25472.7    702    0.431   3      0.218    0.649 192.0  192.0   64.0   0.0    6144.0   1972.2   32000.0     4111.6   55296.0 25472.7    702    0.431   3      0.218    0.649 192.0  192.0   64.0   0.0    6144.0   1972.2   32000.0     4111.6   55296.0 25472.7    702    0.431   3      0.218    0.649 192.0  192.0   64.0   0.0    6144.0   2109.7   32000.0     4111.6   55296.0 25472.7    702    0.431   3      0.218    0.649

要明白上面各列的意义，先看JVM堆内存布局：

1 2	堆内存 = 年轻代 + 年老代 + 永久代 年轻代 = Eden区 + 两个Survivor区（From和To）

  现在来解释各列含义：

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S0C、S1C、S0U、S1U：Survivor 0/1区容量（Capacity）和使用量（Used） EC、EU：Eden区容量和使用量 OC、OU：年老代容量和使用量 PC、PU：永久代容量和使用量 YGC、YGCT：年轻代GC次数和GC耗时 FGC、FGCT：Full GC次数和Full GC耗时 GCT：GC总耗时

3  jinfo   java配置信息工具

观察运行中的java程序的运行环境参数：参数包括Java System属性和JVM命令行参数
实例：jinfo 2083
其中2083就是java进程id号，可以用jps得到这个id号。
输出内容太多了，不在这里一一列举，大家可以自己尝试这个命令。

4 jmap  Java内存映像工具

 jmap（Memory Map）和  jhat（Java Heap Analysis Tool）

 jmap用来查看堆内存使用状况，一般结合jhat使用。

  jmap语法格式如下：

1 2 3

jmap [option] pid jmap [option] executable core jmap [option] [server-id@]remote-hostname-or-ip

1	jmap -permstat pid

打印进程的类加载器和类加载器加载的持久代对象信息，输出：类加载器名称、对象是否存活（不可靠）、对象地址、父类加载器、已加载的类大小等信息

使用jmap -heap pid查看进程堆内存使用情况，包括使用的GC算法、堆配置参数和各代中堆内存使用情况。

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

 还有一个很常用的情况是：用jmap把进程内存使用情况dump到文件中，再用jhat分析查看。jmap进行dump命令格式如下：

1	jmap -dump:format=b,file=dumpFileName

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root@ubuntu:/# jmap -dump:format=b,file=/tmp/dump.dat 21711      Dumping heap to /tmp/dump.dat ... Heap dump file created

  dump出来的文件可以用MAT、VisualVM等工具查看，这里用jhat查看

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root@ubuntu:/# jhat -port 9998 /tmp/dump.dat Reading from /tmp/dump.dat... Dump file created Tue Jan 28 17:46:14 CST 2014 Snapshot read, resolving... Resolving 132207 objects... Chasing references, expect 26 dots.......................... Eliminating duplicate references.......................... Snapshot resolved. Started HTTP server on port 9998 Server is ready.

 然后就可以在浏览器中输入主机地址:9998查看

5 jstack命令(Java Stack Trace)

jstack主要用来查看某个Java进程内的线程堆栈信息。语法格式如下：

1 2 3

jstack [option] pid jstack [option] executable core jstack [option] [server-id@]remote-hostname-or-ip

命令行参数选项说明如下：

1 2	-l   long listings，会打印出额外的锁信息，在发生死锁时可以用jstack -l pid来观察锁持有情况 -m   mixed mode，不仅会输出Java堆栈信息，还会输出C/C++堆栈信息（比如Native方法）

   jstack可以定位到线程堆栈，根据堆栈信息我们可以定位到具体代码，所以它在JVM性能调优中使用得非常多。下面我们来一个实例找出某个Java进程中最耗费CPU的Java线程并定位堆栈信息，

用到的命令有ps、top、printf、jstack、grep。

    第一步先找出Java进程ID，我部署在服务器上的Java应用名称为mrf-center：

1 2	root@ubuntu:/# ps -ef | grep mrf-center | grep -v grep root     21711     1  1 14:47 pts/3    00:02:10 java -jar mrf-center.jar

得到进程ID为21711

 第二步找出该进程内最耗费CPU的线程 top -Hp  pid  

输出如下：

 TIME列就是各个Java线程耗费的CPU时间，CPU时间最长的是线程ID为21742的线程

1	printf "%x\n" 21742

得到21742的十六进制值为54ee，下面会用到。    

    OK，下一步终于轮到jstack上场了，它用来输出进程21711的堆栈信息，然后根据线程ID的十六进制值grep，如下：

1 2	root@ubuntu:/# jstack 21711 | grep 54ee "PollIntervalRetrySchedulerThread" prio=10 tid=0x00007f950043e000 nid=0x54ee in Object.wait() [0x00007f94c6eda000]

 可以看到CPU消耗在PollIntervalRetrySchedulerThread这个类的Object.wait()，我找了下我的代码，定位到下面的代码：

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// Idle wait getLog().info("Thread [" + getName() + "] is idle waiting..."); schedulerThreadState = PollTaskSchedulerThreadState.IdleWaiting; long now = System.currentTimeMillis(); long waitTime = now + getIdleWaitTime(); long timeUntilContinue = waitTime - now; synchronized(sigLock) {     try {         if(!halted.get()) {             sigLock.wait(timeUntilContinue);         }     }      catch (InterruptedException ignore) {     } }

 它是轮询任务的空闲等待代码，上面的sigLock.wait(timeUntilContinue)就对应了前面的Object.wait()。

一 JDK的可视化工具