JVM工具-基础监控工具

发表于 2021-04-27 分类于 java

JDK本身提供了很多方便的JVM性能调优监控工具，除了集成式的VisualVM和JConsole外，还有jps、jstack、jmap、jhat、jstat、hprof等小巧的工具，每一种工具都有其自身的特点，用户可以根据你需要检测的应用或者程序片段的状况，适当的选择相应的工具进行检测，先通过一个表格形式简要介绍下这几个命令的作用和使用方法。

命令	作用
jps	JVM进程ID查询工具
jstat	JVM统计信息监测工具
jstack	查看某个Java进程内的线程堆栈信息
jmap	jmap导出堆内存，然后使用jhat来进行分析
jhat	jmap导出堆内存，然后使用jhat来进行分析
hprof	hprof能够展现CPU使用率，统计堆内存使用情况

jps：JVM进程ID查询工具

可以列出本机所有java进程的pid，很多工具的输入依赖这个pid。

选项

-q 仅输出VM标识符，不包括class name,jar name,arguments in main method
-m 输出main method的参数
-l 输出完全的包名，应用主类名，jar的完全路径名
-v 输出jvm参数
-V 输出通过flag文件传递到JVM中的参数(.hotspotrc文件或-XX:Flags=所指定的文件
-Joption 传递参数到vm,例如:-J-Xms48m

示例：

[root@CZT-FS1 board-api]# jps -lvm
67136 board-api-1.0.0-SNAPSHOT.jar --spring.config.location=application.yml -Xms1024m -Xmx1024m
105268 wechat-api-1.0.0-SNAPSHOT.jar --spring.config.location=application.yml -Xms512m
89172 sun.tools.jps.Jps -lvm -Denv.class.path=.:/usr/local/jdk/lib/dt.jar -Dapplication.home=/usr/local/jdk -Xms8m

我们选取PID=67136的Java进程作为后续研究对象。

jstat：JVM统计信息监测工具

jstat用于监视JVM各种运行状态信息，可显示本地或远程（需要开启RMI支持）虚拟机进程中的类加载、内存、垃圾收集、JIT等运行时数据。在控制台环境下，它是运行期定位虚拟机性能问题的常用工具。

jstat命令格式：

1	jstat [option vmid [interval] [count]]

参数interval和count代表查询间隔和次数，如果省略则只查询一次。比如如果要每隔200ms查询一次进程1223垃圾收集状态，一共查询10次。则

1	jstat -gc 1223 200 10

jstat主要选项如下

选项	作用
-class	监视类加载、卸载数量、总空间以及类装载耗费时间
-gc	监视Java堆状况，包括Eden区、2个Suervivor区、老年代、永久代等容量，已用空间，GC合计时间等。
-gccapacity	监视内容跟gc基本相同，但主要关注Java堆各个区域使用到的最大、最小空间。
-gcutil	监视内容跟gc基本相同，但主要关注已使用空间占总空间百分比。
-gccause	监视内容跟gcutil基本相同，但会额外输出导致上一次GC原因。
-gcnew	监视新生代GC状态
-gcnewcapacity	监视内容跟gcnew基本相同，输出主要关注使用到的最大、最小空间。
-gcold	监视老年代GC状态
-gcoldcapacity	监视内容跟gcold基本相同，输出主要关注使用到的最大、最小空间。
-gcpermcapacity	监视永久代使用到的最大、最小空间。
-compiler	输出JIT编译过的方法、耗时信息
-printcompilation	输出已经被JIT编译的方法

jstat执行样例：

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jstat -gcutil 12592
S0     S1     E      O      M     CCS    YGC   YGCT    FGC    FGCT    CGC    CGCT     GCT
0.00  92.02   0.00  17.37  97.60  94.52   5    0.027     0    0.000     2    0.007    0.033

缩写	含义	原文
S0	新生代中Survivor space 0区已使用空间的百分比	Survivor space 0 utilization as a percentage of the space’s current capacity.
S1	新生代中Survivor space 1区已使用空间的百分比	Survivor space 1 utilization as a percentage of the space’s current capacity.
E	新生代已使用空间百分比	Eden space utilization as a percentage of the space’s current capacity
O	老年代已使用空间百分比	Old space utilization as a percentage of the space’s current capacity.
M	元空间	Metaspace utilization as a percentage of the space’s current capacity
CCS	压缩类空间利用率百分比	Compressed class space utilization as a percentage
YGC	YGC事件的数量	Number of young generation GC events.
YGCT	年轻一代垃圾收集时间	Young generation garbage collection time
FGC	FGC事件的数量	Number of full GC events.
FGCT	完全垃圾收集时间	Full garbage collection time
CGC	并发GC统计	Concurrent GC Count
CGCT	并发GC收集时间	Concurrent GC Collection Time
GCT	垃圾回收总时间	Total garbage collection time.

CGC和CGCT是ZGC的标志，ZGC（The Z Garbage Collector）是JDK 11中推出的一款低延迟垃圾回收器，是一个并发垃圾回收器。

jmap：Java内存映像工具

jmap命令用于生成堆转储快照，一般称为heapdump或dump文件，该工具在JDK9中集成到了JHSDB中。

命令格式：jmap [option] vmid

option的几个主要选项如下

选项	作用
-dump	生成dump文件，格式为-dump:[live,]format=b,file=，其中live表示是否只dump存活对象
-finalizerinfo	显示在F-Queue中等待finalizer线程执行finalize方法的对象
-heap	显示堆详细信息，比如使用的回收器、参数配置、分代情况
-histo	显示堆中对象统计信息，包括类、实例数量、合计容量
-pemstat	以ClassLoader为统计口径显示永久代内存状态
-F	强制生成dump快照，这个在-dump选项没有响应时使用

使用jmap的样例

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C:\Users\xiongneng>jmap -dump:format=b,file=test.dump 12592
Dumping heap to C:\Users\xiongneng\test.dump ...
Heap dump file created [29413292 bytes in 0.089 secs]

top使用

除了常用的打印所有进程使用资源外，还可以对单独的进程，打印线程资源排行榜，按T键可对TIME倒序排列，也就是CPU运行时间。 TIME列就是各个Java线程耗费的CPU时间，我们线程pid为67163的线程作为后续线程研究对象

[root@CZT-FS1 board-api]# top -Hp 67136
top - 11:22:26 up 166 days, 17:06,  1 user,  load average: 0.07, 0.02, 0.00
Tasks: 140 total,   0 running, 140 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
Cpu(s):  0.1%us,  0.0%sy,  0.0%ni, 99.9%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Mem:  16309360k total, 16120904k used,   188456k free,   174440k buffers
Swap:  8175612k total,   461868k used,  7713744k free,  7831512k cached

   PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND
 67163 root      20   0 6825m 867m  14m S  2.0  5.4  16:22.87 java
 67136 root      20   0 6825m 867m  14m S  0.0  5.4   0:00.00 java
 67150 root      20   0 6825m 867m  14m S  0.0  5.4   0:25.08 java

jstack：线程堆栈跟踪工具

jstack主要用来查看某个Java进程内的线程堆栈信息，生成的文件一般称为threaddump或javacore文件。线程快照就是当前虚拟机内每一条线程正在执行的方法堆栈集合，生成线程快照目的通常是定位线程出现停顿原因。比如线程死锁、死循环、请求外部资源导致长时间挂起等。

该工具在JDK9中已集成到了JHSDB中。

语法格式如下：

1	jstack [option] vmid

选项	作用
-F	正常输出的请求不被响应时，强制输出线程堆栈
-l	除了堆栈外，还会输出关于锁的附加信息
-m	如果调用本地方法，可显示C/C++堆栈信息

[root@CZT-FS1 board-api]# jstack -l 67136 | more
Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.161-b12 mixed mode):

"Thread-12126" #12389 daemon prio=6 os_prio=0 tid=0x00007f3190075800 nid=0x15d08 runnable [0x00007f31f43c4000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE
    at java.net.SocketInputStream.socketRead0(Native Method)
    - locked <0x00000000f49e3158> (a java.io.BufferedInputStream)
    at java.io.BufferedInputStream.fill(BufferedInputStream.java:246)
    at java.io.BufferedInputStream.read(BufferedInputStream.java:265)
    - locked <0x00000000f49e51a8> (a org.apache.commons.net.telnet.TelnetInputStream)
    at org.apache.commons.net.telnet.TelnetInputStream.__read(TelnetInputStream.java:132)
    at org.apache.commons.net.telnet.TelnetInputStream.run(TelnetInputStream.java:603)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

   Locked ownable synchronizers:
    - None

如果想要查看某个线程的堆栈，先使用上面的top命令查看到线程ID号，然后使用printf "%x\n"，获得该线程ID的十六进制值。

1 2	[root@CZT-FS1 board-api]# printf "%x\n" 67163 1065b

查看该线程的堆栈：

[root@CZT-FS1 board-api]# jstack -l 67136 | grep 1065b -A20
"System Clock" #17 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f322d089000 nid=0x1065b runnable [0x00007f320487c000]
   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (parking)
    at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
    - parking to wait for  <0x00000000c19c8d18> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject)
    at java.util.concurrent.locks.LockSupport.parkNanos(LockSupport.java:215)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

   Locked ownable synchronizers:
    - None