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JVM虚拟机监控与诊断工具

Java,JVM

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jps：查看正在运行的 Java 进程

显示指定系统内所有 HotSpot 虚拟机进程

语法：

jps [options]
-q    只输出LVMID，省略主类的名称
-m    输出虚拟机进程启动时传递给主类main()函数的参数
-l    输出主类的全名，如果进程执行的是jar包，则输出jar路径
-v    输出虚拟机进程启动时的JVM参数

* 如果程序参数中添加了 -xx:UsePerfData 参数，命令就无法查询该程序的进程号

jstat：查看 JVM 统计信息

可以显示本地或者远程虚拟机进程中的类加载、内存、垃圾手机、即时编译等运行时数据。

语法：

jstat  -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval> [<count>]]

<optiopn>: 
        * class: 显示 ClassLoader 的相关信息: 类装载、占用空间、卸载数量、卸载类大小、装载类所消耗的时间。
    gc 相关 ↓
        * gc: 显示与 GC 相关的堆信息。
        * gccapacity: 显示内容与 -gc 基本相同，但输出主要关注 Java 堆各个区域使用的最大、最小空间。
        * gcutil: 显示内容与 -gc 基本相同，但输出主要关注已使用空间占总空间的百分比。
        * gccause: 与 -gcutil 功能一样，但是会额外输出导致最后一次或当前正在发生 GC 产生的原因。
        * gcnew: 显示新生代 GC 状况。
        * gcnewcapacity: 显示内容与 -gcnew 基本相同，输出主要关注使用到的最大、最小空间。
        * gcold: 显示老年代 GC 状况。
        * gcoldcapacity: 显示内容与 -gcold 基本相同，输出主要关注使用到的最大、最小空间
        * gcpermcapacity: 显示永久代使用到的最大、最小空间
    JIT 相关 ↓
        * compiler: 显示 JIT 编译器编译过的方法、耗时等信息
        * printcompilation: 显示已经被 JIT编译过的方法
-t:  进程运行的时间
-h<lines>:  在周期性输出数据时,每隔多少行,就输出一个表头
<vmid>: 进程id
<interval>:
        查询间隔，位为毫秒
<count>: 
        查询总次数（和 interval 搭配使用）

堆内存 = 年轻代 + 年老代 + 永久代

年轻代 = Eden区 + 两个Survivor区（From和To）

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ssss量

YGC、YGT：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

top -Hp 1容器中所有进程占用CPU内存的情况

注意：如何使用 jstat -gc 来判断是否存在内存泄露：
1、在长时间运行的 Java 程序中，使用 jstat -gc 命令来连续获取多行 GC 内存数据，并取这几行数据列中 OU 列的最小值（即已占用的老年代内存）；
2、每隔一段较长时间，重复上述操作，获取多组 OU 列最小值。如果这些值呈现上涨趋势，则说明该 Java 程序的老年代内存已使用量在不断上涨，这意味着无法回收的对象在不断增加，因此有可能存在内存泄露。

如何使用 jstat -gc -t 来判断堆压力：
我们可以比较 Java 进程的启动时间以及总 GC 时间（GCT列），或则两次测量时间的间隔时间以及总 GC 时间的增量，来得出 GC 时间占运行时间的比例，如果比例较高，说明堆压力大，如果接近 90 %，说明随时都有可能抛出 OOM。

jmap：导出内存映像文件&内存使用情况

获取 dump 文件（堆转储快照的二进制文件）以及获取 Java 进程的内存相关信息，包括 Java 堆各区域的使用情况、堆中对象的统计信息、类加载信息等。（官网推荐用 jcmd）

语法：

jmap [option] pid
jmap [option] <executable <core>>
jmap [option] [server_id@]<remote server IP or hostname>

[option]:
        * -dump: 生成 dump 文件
        * -finalizerinfo: 显示在 F-Queue 中等待 Finalizer 线程执行 finalize 方法的对象
        * -heap: 输出整个堆空间的详细信息，包括 GC 的使用、堆配置信息，以及内存的使用信息等。
        * -histo： 输出堆空间中对象的统计信息，包括类、实例数量和合计容量
        * -permstat： 以 ClassLoader 为统计口径输出永久代的内存状态信息
        * -F： 当虚拟机进程对 -dump 选项没有任何响应时，强制执行生成 dump 文件

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 [｜ more]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。注意：此时会先old gc然后再进行统计，避免在线上环境使用。

instance 是对象的实例个数
bytes 是总占用的字节数
class name 对应的就是 Class 文件里的 class 的标识

B 代表 byte
C 代表 char
D 代表 double
F 代表 float
I 代表 int
J 代表 long
Z 代表 boolean
前边有 [ 代表数组， [I 就相当于 int[]
对象用 [L+ 类名表示

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：

jmap -dump:format=b,file=/tmp/dump.dat pid

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

jhat -port 9998 /tmp/dump.dat

注意如果Dump文件太大，可能需要加上-J-Xmx512m这种参数指定最大堆内存，即jhat -J-Xmx512m -port 9998 /tmp/dump.dat。然后就可以在浏览器中输入主机地址:9998查看了

jhat：JDK 自带堆分析工具

用于跟 jmap 搭配使用，解析 jmap 生成的 dump 文件。

jhat 命令在 JDK9 及之后中已经被删除，建议使用 VisualVM 代替

语法：

jhat <filename.hprof>

jstack：打印 JVM 线程快照

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。

语法：

jstack [option] pid
[option]：
        * -F: 当正常输出的请求不被响应时，强制输出线程堆栈
        * -l: 除堆栈外，显示关于锁的附加信息
        * -m: 如果调用本地方法的话，可以显示 C/C++ 的堆栈

例: jstack -l 17792

在 thread dump 中，主要留意以下几种状态

  • 死锁，Deadlock
  • 等待资源，Waiting on condition
  • 等待获取监视器，Waiting on monitor entry
  • 阻塞，Blocked
  • 执行中，Runnable
  • 暂停，Suspended
  • 对象等待中，Object.wait() 或 TIMED_WAITING
  • 停止，Parked

jinfo：实时查看和修改 JVM 配置参数

查询虚拟机配置的参数信息，也可用于调整虚拟机的参数配置

jinfo [options] pid

[options]: 
        * no option: 不输入 option 时，会输出全部的参数和系统属性
        * -flag name: 输出对应名称的参数
        * -flag [+/-]name: 开启或关闭对应名称的参数，只有被标记为 manageable 的参数才可以被动态修改（针对的是 boolean 类型的参数）
        * -flag name=value: 设定对应名称的参数（针对的是 值 类型的参数）
        * -flags: 输出全部的参数
        * -sysprops: 输出系统属性

------- 拓展 -------
命令：
        java -XX:+PrintFlagsInitial:  查询所有 JVM 参数启动的初始值
        java -XX:+PrintFlagsFinal:  查询所有 JVM 参数的最终值
        java -XX:+PrintCommandLineFlags:  查询已经被用户或者 JVM 设置过的详细的 XX 参数的名称和值

jcmd：多功能命令行

在 JDK7 之后，新增的命令工具，可以实现前面除了 jstat 之外所有命令的功能，如导出堆、内存使用、查看 Java 进程、导出线程信息、执行 GC、JVM 运行时间等。（jcmd 拥有 jmap 大部分功能，官网推荐用 jcmd）

语法：

jcmd -l 列出所有的JVM 进程，跟 jps 命令相同
jcmd pid help  列出所有支持的命令
jcmd pid [help 查出来的具体指令]

root@xmars-ai-center-54cd744986-nxbfh:/# jcmd 8 help
8:
The following commands are available:
VM.unlock_commercial_features
JFR.configure
JFR.stop
JFR.start
JFR.dump
JFR.check
VM.native_memory
ManagementAgent.stop
ManagementAgent.start_local
ManagementAgent.start
VM.classloader_stats
GC.rotate_log
Thread.print
GC.class_stats
GC.class_histogram
GC.heap_dump
GC.finalizer_info
GC.heap_info
GC.run_finalization
GC.run
VM.uptime
VM.dynlibs
VM.flags
VM.system_properties
VM.command_line
VM.version
help

For more information about a specific command use 'help <command>'.
  • Thread.print 可以替换 jstack 指令
  • GC.class_histogram 可以替换jmap中的histo操作
  • GC.heap_dump 可以替换jmap中的dump操作
  • GC.run 可以查看GC的执行情况
  • VM.uptime 可以查看程序的总执行时间，可以替换jstat指令中的t操作
  • VM.system_properties 可以替换 jinfo -sysprops <pid>
  • VM.flags 可以获取JVM的配置参数信息

jstatd：远程主机信息收集

之前的指令只涉及到监控本机的Java应用程序，而在这些工具中，一些监控工具也支持对远程计算机的监控（如jps、jstat）。为了启用远程监控，则需要配合使用jstatd 工具。命令jstatd是一个RMI服务端程序，它的作用相当于代理服务器，建立本地计算机与远程监控工具的通信。jstatd服务器将本机的Java应用程序信息传递到远程计算机。

jps：查看正在运行的 Java 进程

显示指定系统内所有 HotSpot 虚拟机进程

语法：

jps [options]
-q    只输出LVMID，省略主类的名称
-m    输出虚拟机进程启动时传递给主类main()函数的参数
-l    输出主类的全名，如果进程执行的是jar包，则输出jar路径
-v    输出虚拟机进程启动时的JVM参数

* 如果程序参数中添加了 -xx:UsePerfData 参数，命令就无法查询该程序的进程号

jstat：查看 JVM 统计信息

可以显示本地或者远程虚拟机进程中的类加载、内存、垃圾手机、即时编译等运行时数据。

语法：

jstat  -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval> [<count>]]

<optiopn>: 
        * class: 显示 ClassLoader 的相关信息: 类装载、占用空间、卸载数量、卸载类大小、装载类所消耗的时间。
    gc 相关 ↓
        * gc: 显示与 GC 相关的堆信息。
        * gccapacity: 显示内容与 -gc 基本相同，但输出主要关注 Java 堆各个区域使用的最大、最小空间。
        * gcutil: 显示内容与 -gc 基本相同，但输出主要关注已使用空间占总空间的百分比。
        * gccause: 与 -gcutil 功能一样，但是会额外输出导致最后一次或当前正在发生 GC 产生的原因。
        * gcnew: 显示新生代 GC 状况。
        * gcnewcapacity: 显示内容与 -gcnew 基本相同，输出主要关注使用到的最大、最小空间。
        * gcold: 显示老年代 GC 状况。
        * gcoldcapacity: 显示内容与 -gcold 基本相同，输出主要关注使用到的最大、最小空间
        * gcpermcapacity: 显示永久代使用到的最大、最小空间
    JIT 相关 ↓
        * compiler: 显示 JIT 编译器编译过的方法、耗时等信息
        * printcompilation: 显示已经被 JIT编译过的方法
-t:  进程运行的时间
-h<lines>:  在周期性输出数据时,每隔多少行,就输出一个表头
<vmid>: 进程id
<interval>:
        查询间隔，位为毫秒
<count>: 
        查询总次数（和 interval 搭配使用）

堆内存 = 年轻代 + 年老代 + 永久代

年轻代 = Eden区 + 两个Survivor区（From和To）

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ssss量

YGC、YGT：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

top -Hp 1容器中所有进程占用CPU内存的情况

注意：如何使用 jstat -gc 来判断是否存在内存泄露：
1、在长时间运行的 Java 程序中，使用 jstat -gc 命令来连续获取多行 GC 内存数据，并取这几行数据列中 OU 列的最小值（即已占用的老年代内存）；
2、每隔一段较长时间，重复上述操作，获取多组 OU 列最小值。如果这些值呈现上涨趋势，则说明该 Java 程序的老年代内存已使用量在不断上涨，这意味着无法回收的对象在不断增加，因此有可能存在内存泄露。

如何使用 jstat -gc -t 来判断堆压力：
我们可以比较 Java 进程的启动时间以及总 GC 时间（GCT列），或则两次测量时间的间隔时间以及总 GC 时间的增量，来得出 GC 时间占运行时间的比例，如果比例较高，说明堆压力大，如果接近 90 %，说明随时都有可能抛出 OOM。

jmap：导出内存映像文件&内存使用情况

获取 dump 文件（堆转储快照的二进制文件）以及获取 Java 进程的内存相关信息，包括 Java 堆各区域的使用情况、堆中对象的统计信息、类加载信息等。（官网推荐用 jcmd）

语法：

jmap [option] pid
jmap [option] <executable <core>>
jmap [option] [server_id@]<remote server IP or hostname>

[option]:
        * -dump: 生成 dump 文件
        * -finalizerinfo: 显示在 F-Queue 中等待 Finalizer 线程执行 finalize 方法的对象
        * -heap: 输出整个堆空间的详细信息，包括 GC 的使用、堆配置信息，以及内存的使用信息等。
        * -histo： 输出堆空间中对象的统计信息，包括类、实例数量和合计容量
        * -permstat： 以 ClassLoader 为统计口径输出永久代的内存状态信息
        * -F： 当虚拟机进程对 -dump 选项没有任何响应时，强制执行生成 dump 文件

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 [｜ more]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。注意：此时会先old gc然后再进行统计，避免在线上环境使用。

instance 是对象的实例个数
bytes 是总占用的字节数
class name 对应的就是 Class 文件里的 class 的标识

B 代表 byte
C 代表 char
D 代表 double
F 代表 float
I 代表 int
J 代表 long
Z 代表 boolean
前边有 [ 代表数组， [I 就相当于 int[]
对象用 [L+ 类名表示

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：

jmap -dump:format=b,file=/tmp/dump.dat pid

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

jhat -port 9998 /tmp/dump.dat

注意如果Dump文件太大，可能需要加上-J-Xmx512m这种参数指定最大堆内存，即jhat -J-Xmx512m -port 9998 /tmp/dump.dat。然后就可以在浏览器中输入主机地址:9998查看了

jhat：JDK 自带堆分析工具

用于跟 jmap 搭配使用，解析 jmap 生成的 dump 文件。

jhat 命令在 JDK9 及之后中已经被删除，建议使用 VisualVM 代替

语法：

jhat <filename.hprof>

jstack：打印 JVM 线程快照

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。

语法：

jstack [option] pid
[option]：
        * -F: 当正常输出的请求不被响应时，强制输出线程堆栈
        * -l: 除堆栈外，显示关于锁的附加信息
        * -m: 如果调用本地方法的话，可以显示 C/C++ 的堆栈

例: jstack -l 17792

在 thread dump 中，主要留意以下几种状态

  • 死锁，Deadlock
  • 等待资源，Waiting on condition
  • 等待获取监视器，Waiting on monitor entry
  • 阻塞，Blocked
  • 执行中，Runnable
  • 暂停，Suspended
  • 对象等待中，Object.wait() 或 TIMED_WAITING
  • 停止，Parked

jinfo：实时查看和修改 JVM 配置参数

查询虚拟机配置的参数信息，也可用于调整虚拟机的参数配置

jinfo [options] pid

[options]: 
        * no option: 不输入 option 时，会输出全部的参数和系统属性
        * -flag name: 输出对应名称的参数
        * -flag [+/-]name: 开启或关闭对应名称的参数，只有被标记为 manageable 的参数才可以被动态修改（针对的是 boolean 类型的参数）
        * -flag name=value: 设定对应名称的参数（针对的是 值 类型的参数）
        * -flags: 输出全部的参数
        * -sysprops: 输出系统属性

------- 拓展 -------
命令：
        java -XX:+PrintFlagsInitial:  查询所有 JVM 参数启动的初始值
        java -XX:+PrintFlagsFinal:  查询所有 JVM 参数的最终值
        java -XX:+PrintCommandLineFlags:  查询已经被用户或者 JVM 设置过的详细的 XX 参数的名称和值

jcmd：多功能命令行

在 JDK7 之后，新增的命令工具，可以实现前面除了 jstat 之外所有命令的功能，如导出堆、内存使用、查看 Java 进程、导出线程信息、执行 GC、JVM 运行时间等。（jcmd 拥有 jmap 大部分功能，官网推荐用 jcmd）

语法：

jcmd -l 列出所有的JVM 进程，跟 jps 命令相同
jcmd pid help  列出所有支持的命令
jcmd pid [help 查出来的具体指令]

root@xmars-ai-center-54cd744986-nxbfh:/# jcmd 8 help
8:
The following commands are available:
VM.unlock_commercial_features
JFR.configure
JFR.stop
JFR.start
JFR.dump
JFR.check
VM.native_memory
ManagementAgent.stop
ManagementAgent.start_local
ManagementAgent.start
VM.classloader_stats
GC.rotate_log
Thread.print
GC.class_stats
GC.class_histogram
GC.heap_dump
GC.finalizer_info
GC.heap_info
GC.run_finalization
GC.run
VM.uptime
VM.dynlibs
VM.flags
VM.system_properties
VM.command_line
VM.version
help

For more information about a specific command use 'help <command>'.
  • Thread.print 可以替换 jstack 指令
  • GC.class_histogram 可以替换jmap中的histo操作
  • GC.heap_dump 可以替换jmap中的dump操作
  • GC.run 可以查看GC的执行情况
  • VM.uptime 可以查看程序的总执行时间，可以替换jstat指令中的t操作
  • VM.system_properties 可以替换 jinfo -sysprops <pid>
  • VM.flags 可以获取JVM的配置参数信息

jstatd：远程主机信息收集

之前的指令只涉及到监控本机的Java应用程序，而在这些工具中，一些监控工具也支持对远程计算机的监控（如jps、jstat）。为了启用远程监控，则需要配合使用jstatd 工具。命令jstatd是一个RMI服务端程序，它的作用相当于代理服务器，建立本地计算机与远程监控工具的通信。jstatd服务器将本机的Java应用程序信息传递到远程计算机。

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