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簡介
在線上我們經常會遇見如下幾個問題：
- 內存泄露；
- 某個進程突然 CPU 飆升；
- 線程死鎖；
- 響應變慢。
如果遇到了以上這種問題，在 線下環境 可以有各種 可視化的本地工具 支持查看。但是一旦到 線上環境，就沒有這麼多的 本地調試工具 支持，我們該如何基於 監控工具 來進行定位問題？
我們一般會基於 數據收集 來定位問題，而數據的收集離不開 監控工具 的處理，比如：運行日誌、異常堆棧、GC 日誌、線程快照、堆內存快照 等。爲了解決以上問題，我們常用的 JVM 性能調優監控工具 大致有：jps、jstat、jstack、jmap、jhat、hprof、jinfo。
如果想要查看 Java 進程中 線程堆棧 的信息，可以選擇 jstack 命令。
JVM常見監控工具 & 指令
如果要查看 堆內存，可以使用 jmap 導出並使用 jhat 來進行分析，包括查看 類的加載信息，GC 算法，對象 的使用情況等。
可以使用 jstat 來對 JVM 進行 統計監測，包括查看各個 區內存 和 GC 的情況。
可以使用 hprof 查看 CPU 使用率，統計 堆內存 使用情況。
下面會詳細的介紹這幾個工具的用法。
jps進程監控工具
jps 是用於查看有權訪問的 hotspot 虛擬機 的進程。當未指定 hostid 時，默認查看 本機 jvm 進程，否則查看指定的 hostid 機器上的 jvm 進程，此時 hostid 所指機器必須開啓 jstatd 服務。
jps 可以列出 jvm 進程 lvmid，主類類名，main 函數參數, jvm 參數，jar 名稱等信息。
命令格式如下：
usage: jps [-help]
jps [-q] [-mlvV] [<hostid>]
Definitions:
<hostid>: <hostname>[:<port>]
參數含義如下：
- -q: 不輸出 類名稱、
Jar名稱 和傳入main方法的 參數； - -l: 輸出
main類或Jar的 全限定名稱； - -m: 輸出傳入
main方法的 參數； - -v: 輸出傳入
JVM的參數。
[root@iz2ze9pdcwzj9htp1df8mwz ~]# jps -lm | head -n 3
26081 alpha-app-proxy-server.jar
3042 alpha-mall-server.jar
18437 com.install4j.runtime.launcher.UnixLauncher start 9d17dc87 org.sonatype.nexus.karaf.NexusMain
[root@iz2ze9pdcwzj9htp1df8mwz ~]# jps -v | head -n 3
26081 jar -Xms128m -Xmx128m -Dspring.profiles.active=dev
3042 jar -Xms128m -Xmx128m -Dspring.profiles.active=dev
18437 UnixLauncher -Dinstall4j.jvmDir=/opt/modules/jdk1.8.0_161 ...
[root@iz2ze9pdcwzj9htp1df8mwz ~]# jps -q | head -n 3
26081
3042
18437
jinfo配置信息查看工具
jinfo（JVM Configuration info）這個命令作用是實時查看和調整 虛擬機運行參數。之前的 jps -v 命令只能查看到顯示 指定的參數，如果想要查看 未顯示 的參數的值就要使用 jinfo 命令。
Usage:
jinfo [option] <pid>
(to connect to running process)
jinfo [option] <executable <core>
(to connect to a core file)
jinfo [option] [server_id@]<remote server IP or hostname>
(to connect to remote debug server)
參數含義如下：
- pid：本地
jvm服務的進程ID； - executable core：打印 堆棧跟蹤 的核心文件；
- remote server IP/hostname：遠程
debug服務的 主機名 或IP地址； - server id：遠程
debug服務的 進程ID。
參數選項說明如下：
| 參數 | 參數含義 |
|---|---|
| flag | 輸出指定 args 參數的值 |
| flags | 不需要 args 參數，輸出所有 JVM 參數的值 |
| sysprops | 輸出系統屬性，等同於 System.getProperties() |
- 查看正在運行的
jvm進程的 擴展參數。
[root@test2 ~]# jinfo -flags 19173
Attaching to process ID 19173, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.161-b12
Non-default VM flags: -XX:CICompilerCount=2 -XX:InitialHeapSize=125829120 -XX:MaxHeapSize=2013265920 -XX:MaxNewSize=671088640 -XX:MinHeapDeltaBytes=524288 -XX:NewSize=41943040 -XX:OldSize=83886080 -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:+UseFastUnorderedTimeStamps -XX:+UseParallelGC
Command line: -Dfile.encoding=UTF-8 -Dsun.jnu.encoding=UTF-8
- 查看正在運行的
jvm進程的所有 參數信息。
[root@test2 ~]# jinfo 19173
Attaching to process ID 19173, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.161-b12
Java System Properties:
java.runtime.name = Java(TM) SE Runtime Environment
jna.platform.library.path = /usr/lib64:/lib64:/usr/lib:/lib:/usr/lib64/mysql
java.vm.version = 25.161-b12
sun.boot.library.path = /opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/amd64
mail.smtp.sendpartial = true
java.vendor.url = http://java.oracle.com/
java.vm.vendor = Oracle Corporation
path.separator = :
guice.disable.misplaced.annotation.check = true
file.encoding.pkg = sun.io
java.vm.name = Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM
jna.loaded = true
sun.os.patch.level = unknown
sun.java.launcher = SUN_STANDARD
user.country = US
user.dir = /opt/modules/jenkins
java.vm.specification.name = Java Virtual Machine Specification
java.runtime.version = 1.8.0_161-b12
java.awt.graphicsenv = sun.awt.X11GraphicsEnvironment
os.arch = amd64
java.endorsed.dirs = /opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/endorsed
line.separator =
java.io.tmpdir = /tmp
java.vm.specification.vendor = Oracle Corporation
os.name = Linux
mail.smtps.sendpartial = true
sun.jnu.encoding = UTF-8
svnkit.http.methods = Digest,Basic,NTLM,Negotiate
jnidispatch.path = /root/.cache/JNA/temp/jna674036302077776065.tmp
jetty.git.hash = a304fd9f351f337e7c0e2a7c28878dd536149c6c
java.library.path = /usr/java/packages/lib/amd64:/usr/lib64:/lib64:/lib:/usr/lib
java.specification.name = Java Platform API Specification
java.class.version = 52.0
sun.management.compiler = HotSpot 64-Bit Tiered Compilers
os.version = 3.10.0-514.26.2.el7.x86_64
user.home = /root
user.timezone = Asia/Shanghai
java.awt.printerjob = sun.print.PSPrinterJob
file.encoding = UTF-8
java.specification.version = 1.8
user.name = root
java.class.path = jenkins.war
java.vm.specification.version = 1.8
sun.arch.data.model = 64
svnkit.ssh2.persistent = false
sun.java.command = jenkins.war
java.home = /opt/modules/jdk1.8.0_161/jre
user.language = en
java.specification.vendor = Oracle Corporation
awt.toolkit = sun.awt.X11.XToolkit
java.vm.info = mixed mode
java.version = 1.8.0_161
java.ext.dirs = /opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/ext:/usr/java/packages/lib/ext
sun.boot.class.path = /opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/resources.jar:/opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/rt.jar:/opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/sunrsasign.jar:/opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/jsse.jar:/opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/jce.jar:/opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/charsets.jar:/opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/jfr.jar:/opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/classes
java.awt.headless = true
java.vendor = Oracle Corporation
file.separator = /
java.vendor.url.bug = http://bugreport.sun.com/bugreport/
sun.io.unicode.encoding = UnicodeLittle
sun.font.fontmanager = sun.awt.X11FontManager
sun.cpu.endian = little
executable-war = /opt/modules/jenkins/jenkins.war
sun.cpu.isalist =
VM Flags:
Non-default VM flags: -XX:CICompilerCount=2 -XX:InitialHeapSize=125829120 -XX:MaxHeapSize=2013265920 -XX:MaxNewSize=671088640 -XX:MinHeapDeltaBytes=524288 -XX:NewSize=41943040 -XX:OldSize=83886080 -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:+UseFastUnorderedTimeStamps -XX:+UseParallelGC
Command line: -Dfile.encoding=UTF-8 -Dsun.jnu.encoding=UTF-8
- 查看正在運行的
jvm進程的 環境變量信息。
[root@test2 ~]# jinfo -sysprops 19173
Attaching to process ID 19173, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.161-b12
java.runtime.name = Java(TM) SE Runtime Environment
jna.platform.library.path = /usr/lib64:/lib64:/usr/lib:/lib:/usr/lib64/mysql
java.vm.version = 25.161-b12
sun.boot.library.path = /opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/amd64
mail.smtp.sendpartial = true
java.vendor.url = http://java.oracle.com/
java.vm.vendor = Oracle Corporation
path.separator = :
guice.disable.misplaced.annotation.check = true
file.encoding.pkg = sun.io
java.vm.name = Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM
jna.loaded = true
sun.os.patch.level = unknown
sun.java.launcher = SUN_STANDARD
user.country = US
user.dir = /opt/modules/jenkins
java.vm.specification.name = Java Virtual Machine Specification
java.runtime.version = 1.8.0_161-b12
java.awt.graphicsenv = sun.awt.X11GraphicsEnvironment
os.arch = amd64
java.endorsed.dirs = /opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/endorsed
line.separator =
java.io.tmpdir = /tmp
java.vm.specification.vendor = Oracle Corporation
os.name = Linux
mail.smtps.sendpartial = true
sun.jnu.encoding = UTF-8
svnkit.http.methods = Digest,Basic,NTLM,Negotiate
jnidispatch.path = /root/.cache/JNA/temp/jna674036302077776065.tmp
jetty.git.hash = a304fd9f351f337e7c0e2a7c28878dd536149c6c
java.library.path = /usr/java/packages/lib/amd64:/usr/lib64:/lib64:/lib:/usr/lib
java.specification.name = Java Platform API Specification
java.class.version = 52.0
sun.management.compiler = HotSpot 64-Bit Tiered Compilers
os.version = 3.10.0-514.26.2.el7.x86_64
user.home = /root
user.timezone = Asia/Shanghai
java.awt.printerjob = sun.print.PSPrinterJob
file.encoding = UTF-8
java.specification.version = 1.8
user.name = root
java.class.path = jenkins.war
java.vm.specification.version = 1.8
sun.arch.data.model = 64
svnkit.ssh2.persistent = false
sun.java.command = jenkins.war
java.home = /opt/modules/jdk1.8.0_161/jre
user.language = en
java.specification.vendor = Oracle Corporation
awt.toolkit = sun.awt.X11.XToolkit
java.vm.info = mixed mode
java.version = 1.8.0_161
java.ext.dirs = /opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/ext:/usr/java/packages/lib/ext
sun.boot.class.path = /opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/resources.jar:/opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/rt.jar:/opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/sunrsasign.jar:/opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/jsse.jar:/opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/jce.jar:/opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/charsets.jar:/opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/lib/jfr.jar:/opt/modules/jdk1.8.0_161/jre/classes
java.awt.headless = true
java.vendor = Oracle Corporation
file.separator = /
java.vendor.url.bug = http://bugreport.sun.com/bugreport/
sun.io.unicode.encoding = UnicodeLittle
sun.font.fontmanager = sun.awt.X11FontManager
sun.cpu.endian = little
executable-war = /opt/modules/jenkins/jenkins.war
sun.cpu.isalist =
jstat信息統計監控工具
jstat 是用於識別 虛擬機 各種 運行狀態信息 的命令行工具。它可以顯示 本地 或者 遠程虛擬機 進程中的 類裝載、內存、垃圾收集、jit 編譯 等運行數據，它是 線上 定位 jvm 性能 的首選工具。
jstat 工具提供如下的 jvm 監控功能：
- 類的加載 及 卸載 的情況；
- 查看 新生代、老生代 及 元空間（
MetaSpace）的 容量 及使用情況； - 查看 新生代、老生代 及 元空間（
MetaSpace）的 垃圾回收情況，包括垃圾回收的 次數，垃圾回收所佔用的 時間； - 查看 新生代 中
Eden區及Survior區中 容量 及 分配情況 等。
命令格式如下：
Usage: jstat -help|-options
jstat -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval> [<count>]]
參數含義如下:
- option: 參數選項。
- -t: 可以在打印的列加上
timestamp列，用於顯示系統運行的時間。 - -h: 可以在 週期性數據 的時候，可以在指定輸出多少行以後輸出一次 表頭。
- -t: 可以在打印的列加上
- vmid: Virtual Machine ID（進程的
pid）。 - lines: 表頭 與 表頭 的間隔行數。
- interval: 執行每次的 間隔時間，單位爲 毫秒。
- count: 用於指定輸出記錄的 次數，缺省則會一直打印。
參數選項說明如下：
- class: 顯示 類加載
ClassLoad的相關信息； - compiler: 顯示
JIT編譯 的相關信息； - gc: 顯示和
gc相關的 堆信息； - gccapacity: 顯示 各個代 的 容量 以及 使用情況；
- gcmetacapacity: 顯示 元空間
metaspace的大小； - gcnew: 顯示 新生代 信息；
- gcnewcapacity: 顯示 新生代大小 和 使用情況；
- gcold: 顯示 老年代 和 永久代 的信息；
- gcoldcapacity: 顯示 老年代 的大小；
- gcutil: 顯示 垃圾回收信息；
- gccause: 顯示 垃圾回收 的相關信息（同
-gcutil），同時顯示 最後一次 或 當前 正在發生的垃圾回收的 誘因； - printcompilation: 輸出
JIT編譯 的方法信息；
class
顯示和監視 類裝載、卸載數量、總空間 以及 耗費的時間。
[root@iz2ze9pdcwzj9htp1df8mwz ~]# jstat -class 17399
Loaded Bytes Unloaded Bytes Time
15053 28183.1 149 210.3 31.71
參數列表及含義如下：
| 參數 | 參數含義 |
|---|---|
| Loaded | 已經裝載的類的數量 |
| Bytes | 裝載類所佔用的字節數 |
| Unloaded | 已經卸載類的數量 |
| Bytes | 卸載類的字節數 |
| Time | 裝載和卸載類所花費的時間 |
compiler
顯示虛擬機 實時編譯（JIT）的 次數 和 耗時 等信息。
[root@iz2ze9pdcwzj9htp1df8mwz ~]# jstat -compiler 17399
Compiled Failed Invalid Time FailedType FailedMethod
9887 5 0 87.76 1 com/mysql/jdbc/AbandonedConnectionCleanupThread run
參數列表及含義如下：
| 參數 | 參數含義 |
|---|---|
| Compiled | 編譯任務執行數量 |
| Failed | 編譯任務執行失敗數量 |
| Invalid | 編譯任務執行失效數量 |
| Time | 編譯任務消耗時間 |
| FailedType | 最後一個編譯失敗任務的類型 |
| FailedMethod | 最後一個編譯失敗任務所在的類及方法 |
gc
顯示 垃圾回收（gc）相關的 堆信息，查看 gc 的 次數 及 時間。
[root@iz2ze9pdcwzj9htp1df8mwz ~]# jstat -gc 17399
S0C S1C S0U S1U EC EU OC OU MC MU CCSC CCSU YGC YGCT FGC FGCT GCT
1024.0 1024.0 0.0 128.0 41472.0 34525.4 87552.0 86817.5 85120.0 81322.4 10624.0 9987.3 289 1.557 110 24.452 26.009
比如下面輸出的是 GC 信息，採樣 時間間隔 爲 250ms，採樣數爲 4：
[root@iz2ze9pdcwzj9htp1df8mwz ~]# jstat -gc 17399 250 4
S0C S1C S0U S1U EC EU OC OU MC MU CCSC CCSU YGC YGCT FGC FGCT GCT
1024.0 1024.0 0.0 128.0 41472.0 34583.1 87552.0 86817.5 85120.0 81322.4 10624.0 9987.3 289 1.557 110 24.452 26.009
1024.0 1024.0 0.0 128.0 41472.0 34583.1 87552.0 86817.5 85120.0 81322.4 10624.0 9987.3 289 1.557 110 24.452 26.009
1024.0 1024.0 0.0 128.0 41472.0 34583.1 87552.0 86817.5 85120.0 81322.4 10624.0 9987.3 289 1.557 110 24.452 26.009
1024.0 1024.0 0.0 128.0 41472.0 34583.1 87552.0 86817.5 85120.0 81322.4 10624.0 9987.3 289 1.557 110 24.452 26.009
參數列表及含義如下：
| 參數 | 參數含義 |
|---|---|
| S0C | 年輕代中第一個 survivor 的容量 |
| S1C | 年輕代中第二個 survivor 的容量 |
| S0U | 年輕代中第一個 survivor 目前已使用空間 |
| S1U | 年輕代中第二個 survivor 目前已使用空間 |
| EC | 年輕代中 Eden 的容量 |
| EU | 年輕代中 Eden 目前已使用空間 |
| OC | 老年代的容量 |
| OU | 老年代目前已使用空間 |
| MC | 元空間 metaspace 的容量 |
| MU | 元空間 metaspace 目前已使用空間 |
| YGC | 從應用程序啓動到採樣時 年輕代 中 gc 次數 |
| YGCT | 從應用程序啓動到採樣時 年輕代 中 gc 所用時間 |
| FGC | 從應用程序啓動到採樣時 老年代 中 gc 次數 |
| FGCT | 從應用程序啓動到採樣時 老年代 中 gc 所用時間 |
| GCT | 從應用程序啓動到採樣時 gc 用的 總時間 |
gccapacity
顯示 虛擬機內存 中三代 年輕代（young)，老年代（old），元空間（metaspace）對象的使用和佔用大小。
[root@iz2ze9pdcwzj9htp1df8mwz ~]# jstat -gccapacity 17399
NGCMN NGCMX NGC S0C S1C EC OGCMN OGCMX OGC OC MCMN MCMX MC CCSMN CCSMX CCSC YGC FGC
43520.0 43520.0 43520.0 1024.0 1024.0 41472.0 87552.0 87552.0 87552.0 87552.0 0.0 1124352.0 85120.0 0.0 1048576.0 10624.0 289 110
參數列表及含義如下：
| 參數 | 參數含義 |
|---|---|
| NGCMN | 年輕代的 初始化（最小）容量 |
| NGCMX | 年輕代的 最大容量 |
| NGC | 年輕代 當前的容量 |
| S0C | 年輕代中 第一個 survivor 區的容量 |
| S1C | 年輕代中 第二個 survivor 區的容量 |
| EC | 年輕代中 Eden（伊甸園）的容量 |
| OGCMN | 老年代中 初始化（最小）容量 |
| OGCMX | 老年代的 最大容量 |
| OGC | 老年代 當前新生成 的容量 |
| OC | 老年代的容量大小 |
| MCMN | 元空間 的 初始化容量 |
| MCMX | 元空間 的 最大容量 |
| MC | 元空間 當前 新生成 的容量 |
| CCSMN | 最小 壓縮類空間大小 |
| CCSMX | 最大 壓縮類空間大小 |
| CCSC | 當前 壓縮類空間大小 |
| YGC | 從應用程序啓動到採樣時 年輕代 中的 gc 次數 |
| FGC | 從應用程序啓動到採樣時 老年代 中的 gc 次數 |
gcmetacapacity
顯示 元空間（metaspace）中 對象 的信息及其佔用量。
[root@iz2ze9pdcwzj9htp1df8mwz ~]# jstat -gcmetacapacity 17399
MCMN MCMX MC CCSMN CCSMX CCSC YGC FGC FGCT GCT
0.0 1124352.0 85120.0 0.0 1048576.0 10624.0 289 110 24.452 26.009
參數列表及含義如下：
| 參數 | 參數含義 |
|---|---|
| MCMN | 最小 元數據空間容量 |
| MCMX | 最大 元數據空間容量 |
| MC | 當前 元數據空間容量 |
| CCSMN | 最小壓縮 類空間容量 |
| CCSMX | 最大壓縮 類空間容量 |
| CCSC | 當前 壓縮類空間容量 |
| YGC | 從應用程序啓動到採樣時 年輕代 中 gc 次數 |
| FGC | 從應用程序啓動到採樣時 老年代 中 gc 次數 |
| FGCT | 從應用程序啓動到採樣時 老年代 gc 所用時間 |
| GCT | 從應用程序啓動到採樣時 gc 用的 總時間 |
gcnew
顯示 年輕代對象 的相關信息，包括兩個 survivor 區和 一個 Eden 區。
[root@iz2ze9pdcwzj9htp1df8mwz ~]# jstat -gcnew 17399
S0C S1C S0U S1U TT MTT DSS EC EU YGC YGCT
1024.0 1024.0 0.0 128.0 15 15 1024.0 41472.0 35391.3 289 1.557
參數列表及含義如下：
| 參數 | 參數含義 |
|---|---|
| S0C | 年輕代中第一個 survivor 的容量 |
| S1C | 年輕代中第二個 survivor 的容量 |
| S0U | 年輕代中第一個 survivor 目前已使用空間 |
| S1U | 年輕代中第二個 survivor 目前已使用空間 |
| TT | 持有次數限制 |
| MTT | 最大持有次數限制 |
| DSS | 期望的 倖存區 大小 |
| EC | 年輕代中 Eden 的容量 |
| EU | 年輕代中 Eden 目前已使用空間 |
| YGC | 從應用程序啓動到採樣時 年輕代 中 gc 次數 |
| YGCT | 從應用程序啓動到採樣時 年輕代 中 gc 所用時間 |
gcnewcapacity
查看 年輕代 對象的信息及其佔用量。
[root@iz2ze9pdcwzj9htp1df8mwz ~]# jstat -gcnewcapacity 17399
NGCMN NGCMX NGC S0CMX S0C S1CMX S1C ECMX EC YGC FGC
43520.0 43520.0 43520.0 14336.0 1024.0 14336.0 1024.0 42496.0 41472.0 289 110
參數列表及含義如下：
| 參數 | 參數含義 |
|---|---|
| NGCMN | 年輕代中初始化(最小)的大小 |
| NGCMX | 年輕代的最大容量 |
| NGC | 年輕代中當前的容量 |
| S0CMX | 年輕代中第一個 survivor 的最大容量 |
| S0C | 年輕代中第一個 survivor的容量 |
| S1CMX | 年輕代中第二個 survivor 的最大容量 |
| S1C | 年輕代中第二個 survivor 的容量 |
| ECMX | 年輕代中 Eden 的最大容量 |
| EC | 年輕代中 Eden 的容量 |
| YGC | 從應用程序啓動到採樣時 年輕代 中 gc 次數 |
| FGC | 從應用程序啓動到採樣時 老年代 中 gc 次數 |
gcold
顯示 老年代對象 的相關信息。
$ jstat -gcold 8615
MC MU CCSC CCSU OC OU YGC FGC FGCT GCT
35456.0 33931.0 4992.0 4582.0 165376.0 24093.7 5 2 0.075 0.131
參數列表及含義如下：
| 參數 | 參數含義 |
|---|---|
| MC | 元空間（metaspace）的容量 |
| MU | 元空間（metaspace）目前已使用空間 |
| CCSC | 壓縮類空間大小 |
| CCSU | 壓縮類空間 使用 大小 |
| OC | 老年代 的容量 |
| OU | 老年代 目前已使用空間 |
| YGC | 從應用程序啓動到採樣時 年輕代 中 gc 次數 |
| FGC | 從應用程序啓動到採樣時 老年代 中 gc 次數 |
| FGCT | 從應用程序啓動到採樣時 老年代 gc 所用時間 |
| GCT | 從應用程序啓動到採樣時 gc 用的 總時間 |
gcoldcapacity
查看 老年代 對象的信息及其佔用量。
$ jstat -gcoldcapacity 8615
OGCMN OGCMX OGC OC YGC FGC FGCT GCT
175104.0 2796544.0 165376.0 165376.0 5 2 0.075 0.131
複製代碼
參數列表及含義如下：
| 參數 | 參數含義 |
|---|---|
| OGCMN | 老年代 中初始化(最小)的大小 |
| OGCMX | 老年代 的最大容量 |
| OGC | 老年代 當前新生成的容量 |
| OC | 老年代 的容量 |
| YGC | 從應用程序啓動到採樣時 年輕代 中 gc 的次數 |
| FGC | 從應用程序啓動到採樣時 老年代 中 gc 的次數 |
| FGCT | 從應用程序啓動到採樣時 老年代 中 gc 所用時間 |
| GCT | 從應用程序啓動到採樣時 gc 用的 總時間 |
gcutil
顯示 垃圾回收（gc）過程中的信息，包括各個 內存的使用佔比，垃圾回收 時間 和回收 次數。
$ jstat -gcutil 8615
S0 S1 E O M CCS YGC YGCT FGC FGCT GCT
0.00 0.00 50.13 14.57 95.70 91.79 5 0.056 2 0.075 0.131
複製代碼
參數列表及含義如下：
| 參數 | 參數含義 |
|---|---|
| S0 | 年輕代中 第一個 survivor 區 已使用 的佔當前容量百分比 |
| S1 | 年輕代中 第二個 survivor 區 已使用 的佔當前容量百分比 |
| E | 年輕代中 Eden 區 已使用 的佔當前容量百分比 |
| O | 老年代 中 已使用 的佔當前容量百分比 |
| M | 元空間（metaspace）中 已使用 的佔當前容量百分比 |
| YGC | 從應用程序啓動到採樣時 年輕代 中 gc 次數 |
| YGCT | 從應用程序啓動到採樣時 年輕代 中 gc 所用時間 |
| FGC | 從應用程序啓動到採樣時 老年代 gc 次數 |
| FGCT | 從應用程序啓動到採樣時 老年代 gc 所用時間 |
| GCT | 從應用程序啓動到採樣時 gc 用的 總時間 |
jmap堆內存統計工具
jmap (JVM Memory Map) 命令用來查看 堆內存 使用狀況，一般結合 jhat 使用，用於生成 heap dump 文件。jmap 不僅能生成 dump 文件，還可以查詢 finalize 執行隊列、Java 堆 和 元空間 metaspace 的詳細信息，如當前 使用率、當前使用的是哪種 收集器 等等。
如果不使用這個命令，還可以使用
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError參數來讓虛擬機出現OOM的時候，自動生成dump文件。
命令格式如下：
Usage:
jmap [option] <pid>
(to connect to running process)
jmap [option] <executable <core>
(to connect to a core file)
jmap [option] [server_id@]<remote server IP or hostname>
(to connect to remote debug server)
參數含義如下：
- pid：本地
jvm服務的進程ID； - executable core：打印 堆棧跟蹤 的核心文件；
- remote server IP/hostname：遠程
debug服務的 主機名 或IP地址； - server id：遠程
debug服務的 進程ID。
參數選項說明如下：
| 參數 | 參數含義 |
|---|---|
| heap | 顯示 堆 中的摘要信息 |
| histo | 顯示 堆 中對象的統計信息 |
| histo[:live] | 只顯示 堆 中 存活對象 的統計信息 |
| clstats | 顯示 類加載 的統計信息 |
| finalizerinfo | 顯示在 F-Queue 隊列 等待 Finalizer 線程執行 finalizer 方法的對象 |
| dump | 導出內存轉儲快照 |
注意：
dump內存快照分析基本上包含了histo、clstats、finalizerinfo等功能。
heap
顯示 堆 中的摘要信息。包括 堆內存 的使用情況，正在使用的 GC 算法、堆配置參數 和 各代中堆內存 使用情況。可以用此來判斷內存目前的 使用情況 以及 垃圾回收 情況。
$ jmap -heap 11368
Attaching to process ID 11368, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.101-b13
using thread-local object allocation.
Parallel GC with 2 thread(s)
Heap Configuration:
MinHeapFreeRatio = 0
MaxHeapFreeRatio = 100
MaxHeapSize = 2684354560 (2560.0MB)
NewSize = 1073741824 (1024.0MB)
MaxNewSize = 1073741824 (1024.0MB)
OldSize = 1610612736 (1536.0MB)
NewRatio = 2
SurvivorRatio = 8
MetaspaceSize = 21807104 (20.796875MB)
CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)
MaxMetaspaceSize = 17592186044415 MB
G1HeapRegionSize = 0 (0.0MB)
Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space:
capacity = 852492288 (813.0MB)
used = 420427144 (400.95056915283203MB)
free = 432065144 (412.04943084716797MB)
49.31741317993014% used
From Space:
capacity = 113770496 (108.5MB)
used = 2299712 (2.19317626953125MB)
free = 111470784 (106.30682373046875MB)
2.021360617079493% used
To Space:
capacity = 107479040 (102.5MB)
used = 0 (0.0MB)
free = 107479040 (102.5MB)
0.0% used
PS Old Generation
capacity = 1610612736 (1536.0MB)
used = 50883368 (48.526161193847656MB)
free = 1559729368 (1487.4738388061523MB)
3.1592552860577903% used
27595 interned Strings occupying 3138384 bytes.
複製代碼
這裏主要對 heap configuration 的參數列表說明一下：
| 參數 | 對應啓動參數 | 參數含義 |
|---|---|---|
| MinHeapFreeRatio | -XX:MinHeapFreeRatio | JVM堆最小空閒比率(default 40) |
| MaxHeapFreeRatio | -XX:MaxHeapFreeRatio | JVM堆最大空閒比率(default 70) |
| MaxHeapSize | XX:Xmx | JVM堆的最大大小 |
| NewSize | -XX:NewSize | JVM堆新生代的默認（初始化）大小 |
| MaxNewSize | -XX:MaxNewSize | JVM堆新生代的最大大小 |
| OldSize | -XX:OldSize | JVM堆老年代的默認（初始化）大小 |
| NewRatio | -XX:NewRatio | JVM堆新生代和老年代的大小比例 |
| SurvivorRatio | -XX:SurvivorRatio | JVM堆年輕代中Eden區與Survivor區的大小比值 |
| MetaspaceSize | -XX:MetaspaceSize | JVM元空間（metaspace）初始化大小 |
| MaxMetaspaceSize | -XX:MaxMetaspaceSize | JVM元空間（metaspace）最大大小 |
| CompressedClass SpaceSize | -XX:CompressedClass SpaceSize | JVM類指針壓縮空間大小, 默認爲1G |
| G1HeapRegionSize | -XX:G1HeapRegionSize | 使用G1垃圾回收器時單個Region的大小，取值爲1M至32M |
histo
打印堆的 對象統計，包括 對象實例數、內存大小 等等。因爲在 histo:live 前會進行 full gc，如果帶上 live 則只統計 活對象。不加 live 的堆大小要大於加 live 堆的大小。
$ jmap -histo:live 12498
num #instances #bytes class name
----------------------------------------------
1: 50358 7890344 [C
2: 22887 2014056 java.lang.reflect.Method
3: 3151 1485512 [B
4: 49267 1182408 java.lang.String
5: 7836 871384 java.lang.Class
6: 24149 772768 java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Node
7: 20785 482256 [Ljava.lang.Class;
8: 8357 435248 [Ljava.lang.Object;
9: 10035 401400 java.util.LinkedHashMap$Entry
10: 4803 369488 [Ljava.util.HashMap$Node;
11: 10763 344416 java.util.HashMap$Node
12: 5205 291480 java.util.LinkedHashMap
13: 3055 219960 java.lang.reflect.Field
14: 120 193408 [Ljava.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Node;
15: 11224 179584 java.lang.Object
16: 1988 146152 [Ljava.lang.reflect.Method;
17: 3036 145728 org.aspectj.weaver.reflect.ShadowMatchImpl
18: 1771 141680 java.lang.reflect.Constructor
19: 4903 117672 org.springframework.core.MethodClassKey
20: 3263 104416 java.lang.ref.WeakReference
21: 2507 100280 java.lang.ref.SoftReference
22: 2523 97600 [I
23: 3036 97152 org.aspectj.weaver.patterns.ExposedState
24: 2072 95280 [Ljava.lang.String;
25: 954 91584 org.springframework.beans.GenericTypeAwarePropertyDescriptor
26: 1633 91448 java.lang.Class$ReflectionData
27: 3142 90520 [Z
28: 1671 80208 java.util.HashMap
29: 3244 77856 java.util.ArrayList
30: 3037 72880 [Lorg.aspectj.weaver.ast.Var;
31: 1809 72360 java.util.WeakHashMap$Entry
32: 1967 62944 java.util.LinkedList
複製代碼
其中，class name 是 對象類型，對象 縮寫類型 與 真實類型 的對應說明如下：
| 對象縮寫類型 | 對象真實類型 |
|---|---|
| B | byte |
| C | char |
| D | double |
| F | float |
| I | int |
| J | long |
| Z | boolean |
| [ | 數組，如[I表示int[] |
| [L+類名 | 其他對象 |
dump
dump 用於導出內存轉儲快照。常用的方式是通過 jmap 把進程 內存使用情況 dump 到文件中，再用 jhat 分析查看。jmap 進行 dump 的命令格式如下：
jmap -dump:format=b,file=dumpFileName
參數含義如下：
| 參數 | 參數含義 |
|---|---|
| dump | 堆到文件 |
| format | 指定輸出格式 |
| live | 指明是活着的對象 |
| file | 指定文件名 |
- 通過
jmap導出 內存快照，文件命名爲dump.dat：
[root@iz2ze9pdcwzj9htp1df8mwz ~]# jmap -dump:format=b,file=dump.dat 17399
Dumping heap to /root/dump.dat ...
Heap dump file created
導出的 dump 文件可以通過 MAT、VisualVM 和 jhat 等工具查看分析，後面會詳細介紹。
jhat堆快照分析工具
jhat（JVM Heap Analysis Tool）命令通常與 jmap 搭配使用，用來分析 jmap 生成的 dump。jhat 內置了一個微型的 HTTP/HTML 服務器，生成 dump 的分析結果後，可以在瀏覽器中查看。
注意：一般不會直接在 服務器 上 進行分析，因爲使用
jhat是一個 耗時 並且 耗費硬件資源 的過程，一般的做法是，把 服務器 生成的dump文件複製到 本地 或 其他機器 上進行分析。
命令格式如下：
Usage: jhat [-stack <bool>] [-refs <bool>] [-port <port>] [-baseline <file>] [-debug <int>] [-version] [-h|-help] <file>
-J<flag> Pass <flag> directly to the runtime system. For
example, -J-mx512m to use a maximum heap size of 512MB
-stack false: Turn off tracking object allocation call stack.
-refs false: Turn off tracking of references to objects
-port <port>: Set the port for the HTTP server. Defaults to 7000
-exclude <file>: Specify a file that lists data members that should
be excluded from the reachableFrom query.
-baseline <file>: Specify a baseline object dump. Objects in
both heap dumps with the same ID and same class will
be marked as not being "new".
-debug <int>: Set debug level.
0: No debug output
1: Debug hprof file parsing
2: Debug hprof file parsing, no server
-version Report version number
-h|-help Print this help and exit
<file> The file to read
參數含義如下：
| 參數 | 參數值默認值 | 參數含義 |
|---|---|---|
| stack | true | 關閉 對象分配調用棧跟蹤。如果分配位置信息在堆轉儲中不可用。則必須將此標誌設置爲false。 |
| refs | true | 關閉 對象引用跟蹤。默認情況下，返回的指針是指向其他特定對象的對象。如 反向鏈接 或 輸入引用，會統計/計算堆中的所有對象 |
| port | 7000 | 設置jhat HTTP server的端口號 |
| exclude | — | 指定對象查詢時需要排除的數據成員列表文件 |
| baseline | — | 指定一個 基準堆轉儲。在兩個heap dumps中有相同object ID的對象時，會被標記爲不是新的，其他對象被標記爲新的。在比較兩個不同的堆轉儲時很有用 |
| debug | 0 | 設置debug級別，0表示不輸出調試信息。值越大則表示輸出更詳細的debug信息 |
| version | — | 啓動後只顯示版本信息就退出 |
| J | — | jhat命令實際上會啓動一個JVM來執行，通過-J可以在啓動JVM時傳入一些 啓動參數。例如， -J-Xmx512m則指定運行jhat 的Java虛擬機使用的最大堆內存爲512MB。 |
- 前面提到，通過
jmap dump出來的文件可以用MAT、VisualVM等工具查看，這裏我們用jhat查看：
$ jhat -port 5001 dump.dat
Reading from dump.dat...
Dump file created Sun Aug 12 12:15:02 CST 2018
Snapshot read, resolving...
Resolving 1788693 objects...
Chasing references, expect 357 dots.....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Eliminating duplicate references.....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Snapshot resolved.
Started HTTP server on port 7000
Server is ready.
- 打開瀏覽器，輸入
http://localhost:7000，查看jhat的分析報表頁面：
-
可以按照 包名稱 查看項目模塊中的具體 對象示例：
![image-20200626122525049]()
除此之外，報表分析的最後一頁，還提供了一些擴展查詢：
- 顯示所有的
Root集合； - 顯示所有
class的當前 對象實例數量（包含JVM平臺相關類）； - 顯示所有
class的當前 對象實例數量（除去JVM平臺相關類）； - 顯示 堆內存 中實例對象的 統計直方圖（和直接使用
jmap沒有區別）； - 顯示
finalizer虛擬機 二次回收 的信息摘要； - 執行
jhat提供的 對象查詢語言（OQL）獲取指定對象的實例信息。
注意：
jhat支持根據某些條件來 過濾 或 查詢 堆的對象。可以在jhat的html頁面中執行OQL語句，來查詢符合條件的對象。OQL`具體的語法可以直接訪問 http://localhost:5001/oqlhelp。
在具體排查時，需要結合代碼，觀察是否 大量應該被回收 的對象 一直被引用，或者是否有 佔用內存特別大 的對象 無法被回收。
jstack堆棧跟蹤工具
jstack 用於生成 java 虛擬機當前時刻的 線程快照。線程快照 是當前 java 虛擬機內 每一條線程 正在執行的 方法堆棧 的 集合。生成線程快照的主要目的是定位線程出現 長時間停頓 的原因，如 線程間死鎖、死循環、請求外部資源 導致的 長時間等待 等等。
線程出現 停頓 的時候，通過 jstack 來查看 各個線程 的 調用堆棧，就可以知道沒有響應的線程到底在後臺做什麼事情，或者等待什麼資源。如果 java 程序 崩潰 生成 core 文件，jstack 工具可以通過 core 文件獲取 java stack 和 native stack 的信息，從而定位程序崩潰的原因。
命令格式如下：
Usage:
jstack [-l] <pid>
(to connect to running process)
jstack -F [-m] [-l] <pid>
(to connect to a hung process)
jstack [-m] [-l] <executable> <core>
(to connect to a core file)
jstack [-m] [-l] [server_id@]<remote server IP or hostname>
(to connect to a remote debug server)
參數含義如下：
- pid：本地
jvm服務的進程ID； - executable core：打印 堆棧跟蹤 的核心文件；
- remote server IP/hostname：遠程
debug服務的 主機名 或IP地址； - server id：遠程
debug服務的 進程ID。
參數選項說明如下：
| 參數 | 參數含義 |
|---|---|
| F | 當正常輸出請求 不被響應 時，強制輸出 線程堆棧 |
| l | 除堆棧外，顯示關於 鎖的附加信息 |
| m | 如果調用到 本地方法 的話，可以顯示 C/C++ 的堆棧 |
注意：在實際運行中，往往一次
dump的信息，還不足以確認問題。建議產生三次dump信息，如果每次dump都指向同一個問題，才能確定問題的典型性。
系統線程狀態
在 dump 文件裏，值得關注的 線程狀態 有：
- 死鎖：Deadlock（重點關注）
- 執行中：Runnable
- 等待資源：Waiting on condition（重點關注）
- 等待獲取監視器：Waiting on monitor entry（重點關注）
- 暫停：Suspended
- 對象等待中：Object.wait() 或 TIMED_WAITING
- 阻塞：Blocked（重點關注）
- 停止：Parked
具體的含義如下所示：
(a). Deadlock
死鎖線程，一般指多個線程調用期間發生 資源的相互佔用，導致一直等待無法釋放的情況。
(b). Runnable
一般指該線程正在 執行狀態 中，該線程佔用了 資源，正在 處理某個請求。有可能正在傳遞
SQL到數據庫執行，有可能在對某個文件操作，有可能進行數據類型等轉換。
©. Waiting on condition
該狀態在線程等待 某個條件 的發生。具體是什麼原因，可以結合
stacktrace來分析。線程處於這種 等待狀態，一旦有數據準備好讀之後，線程會重新激活，讀取並處理數據。
線程正處於等待資源或等待某個條件的發生，具體的原因需要結合下面堆棧信息進行分析。
- 如果 堆棧信息 明確是 應用代碼，則證明該線程正在 等待資源。一般是大量 讀取某種資源 且該資源採用了 資源鎖 的情況下，線程進入 等待狀態。
- 如果發現有 大量的線程 都正處於這種狀態，並且堆棧信息中得知正在 等待網絡讀寫，這是因爲 網絡阻塞 導致 線程無法執行，很有可能是一個 網絡瓶頸 的徵兆：
- 網絡非常 繁忙，幾乎消耗了所有的帶寬，仍然有大量數據等待網絡讀寫；
- 網絡可能是 空閒的，但由於 路由 或 防火牆 等原因，導致包無法正常到達。
- 還有一種常見的情況是該線程在
sleep，等待sleep的時間到了，將被喚醒。
(d). Locked
線程阻塞，是指當前線程執行過程中，所需要的資源 長時間等待 卻 一直未能獲取到，被容器的線程管理器標識爲 阻塞狀態，可以理解爲 等待資源超時 的線程。
(e). Waiting for monitor entry 和 in Object.wait()
Monitor是Java中實現線程之間的 互斥與協作 的主要手段，它可以看成是 對象 或者Class的 鎖。每一個對象都有一個monitor。
死鎖示例
下面給出一個 死鎖 的案例，在 IntLock 中定義了兩個靜態的 可重入鎖 實例，在主方法中聲明瞭 兩個線程 對 兩把鎖 進行資源競爭。
public class DeadLockRunner {
public static void main(String[] args) {
IntLock r1 = new IntLock(1);
IntLock r2 = new IntLock(2);
Thread t1 = new Thread(r1);
Thread t2 = new Thread(r2);
t1.start();
t2.start();
}
public static class IntLock implements Runnable {
private static ReentrantLock lock1 = new ReentrantLock();
private static ReentrantLock lock2 = new ReentrantLock();
private int lock;
public IntLock(int lock) {
this.lock = lock;
}
@Override
public void run() {
try {
if (lock == 1) {
lock1.lock();
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
lock2.lock();
} else {
lock2.lock();
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
lock1.lock();
}
} finally {
if (lock1.isHeldByCurrentThread()) {
lock1.unlock();
}
if (lock2.isHeldByCurrentThread()) {
lock2.unlock();
}
}
}
}
}
dump日誌分析
啓動 DeadLockRunner 的 main() 方法，使用 jps 查看阻塞的 jvm 進程的 id，然後使用 jstack 查看 線程堆棧信息，可以發現兩個線程相互 競爭資源，出現死鎖。
$ jstack -l 15584
2018-08-12 20:35:40
Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.172-b11 mixed mode):
// 省略...
Found one Java-level deadlock:
=============================
"Thread-1":
waiting for ownable synchronizer 0x000000076ad61180, (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync),
which is held by "Thread-0"
"Thread-0":
waiting for ownable synchronizer 0x000000076ad611b0, (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync),
which is held by "Thread-1"
Java stack information for the threads listed above:
===================================================
"Thread-1":
at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
- parking to wait for <0x000000076ad61180> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync)
at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:175)
at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.parkAndCheckInterrupt(AbstractQueuedSynchronizer.java:836)
at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquireQueued(AbstractQueuedSynchronizer.java:870)
at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquire(AbstractQueuedSynchronizer.java:1199)
at java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync.lock(ReentrantLock.java:209)
at java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.lock(ReentrantLock.java:285)
at io.ostenant.deadlock.DeadLockRunner$IntLock.run(DeadLockRunner.java:47)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
"Thread-0":
at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
- parking to wait for <0x000000076ad611b0> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync)
at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:175)
at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.parkAndCheckInterrupt(AbstractQueuedSynchronizer.java:836)
at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquireQueued(AbstractQueuedSynchronizer.java:870)
at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquire(AbstractQueuedSynchronizer.java:1199)
at java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync.lock(ReentrantLock.java:209)
at java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.lock(ReentrantLock.java:285)
at io.ostenant.deadlock.DeadLockRunner$IntLock.run(DeadLockRunner.java:37)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
Found 1 deadlock.
原文