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  • Java 虚拟机 8 :虚拟机性能监控与故障处理工具

    前言

    定位系统问题的时候,知识、经验是基础,数据是依据,工具是运用知识处理数据的手段。这里说的数据包括:运行日志、异常堆栈、GC日志、线程快照、堆转储快照等。经常使用适当的虚拟机监控和分析的工具可以加快分析数据、定位解决问题的速度。

    jps:虚拟机进程状况工具

    先约定一下运行的代码都是以下这段

    public class TestMain
    {
        public static void main(String[] args)
        {
            while (true)
            {
                
            }
        }
    }

    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)是其中的典型。除了名字像UNIX的ps命令外,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,并显示虚拟机执行主类名称以及这些进程的本地虚拟机ID(Local Virtual Machine Identifier,LVMID)。虽然功能比较单一,但它是使用高的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。

    jps命令格式:

    jps [ options ] [ hostid ]

    jps工具主要选项

    选 ? ?项 作 ? ? ? ? ? ?用
    -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,输出jar包路径
    -v 输出虚拟机进程启动时的JVM参数

    jps执行样例

    某个虚拟机进程执行TestMain这个类的main方法,看到10492就是该虚拟机进程的ID?

    jstat:虚拟机统计信息监控工具

    jstat(JVM Statistics Monitoring Tool)使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(需要远程主机提供RMI支持)虚拟机进程中的类信息、内存、垃圾收集、JIT编译等运行数据,在没有GUI,只提供了纯文本控制台环境的服务器上,它将是运行期间定位虚拟机性能问题的选工具。

    jstat命令格式

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

    这个VMID,对于本地虚拟机进程而言,VMID和LVMID是一致的。参数interval和count分别表示查询间隔和次数,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的垃圾收集情况,一共查询20次,那命令应当是:

    jstat -gc 2764 250 20

    jstat主要工具选项

    选 ? ? ? 项 作 ? ? ? ? ? ? ?用
    -class 监视类装载、卸载数量、总空间以及类装载所耗费的时间
    -gc 监视Java堆状况,包括Eden区、两个Survivor区、、老年代、永久带等的容量、已用空间、GC时间合计等信息
    -gccapacity 监视内容基本与-gc相同,但输出主要关注Java堆各个区域使用到的大、小空间
    -gcutil 监视内容基本与-gc相同,但输出主要关注已使用的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上一次GC产生的原因
    -gcnew 监视新生代GC状况
    -gcnewcapacity 监视内容基本与-gcnew相同,但输出主要关注使用到的大、小空间
    -gcold 监视老年代GC状况
    -gcoldcapacity 监视内容基本与-gcold相同,但输出主要关注使用到的大、小空间
    -gcpermcapacity 输出永久代使用到的大、小空间
    -compiler 输出JIT编译器编译过的方法、耗时等信息
    -printcompilation 输出已经被JIT编译的方法

    jstat执行样例

    jstat监视选项众多,举一个例子来查看一下该命令如何查看监视结果

    查询结果表明,新生代Eden区(E,表示Eden)使用了2%的空间,两个Survivor区(S0、S1,表示Survivor0、Survivor1)都是空的,老年代(O,表示Old)和永久带(P。表示Permanent)则分别使用了0%和13.84%的空间。程序运行以来共发生Minor GC(YGC,表示Young GC)0次,总共耗时0秒;发生Full GC(FGC,表示Full GC)3次,Full GC共耗时(FGCT,Full GC Time)为0秒,所有GC总耗时(GCT,表示GC Time)0秒。

    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,可以使用jinfo的-flag选项进行查询,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。

    jinfo命令格式

    jinfo [ option ] pid

    jinfo执行样例

    jinfo这个命令对于Windows平台有较大限制,在Linux和Solaris系统才可以正常使用,所以这里就不演示了。

    jmap:Java内存映像工具

    jmap(Memory Map for Java)命令用于生成堆转储快照。如果不使用jmap命令,要想获取Java堆转储,可以使用“-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,Linux命令下可以通过kill -3发送进程退出信号也能拿到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、当前使用的是哪种收集器等。和jinfo一样,jmap有不少功能在Windows平台下也是受限制的,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和Solaris系统下使用。

    jmap命令格式

    jmap [ option ] vmid

    jmap工具主要选项

     

    ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?选 ? ? ? ? ? ? 项 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

    作 ? ? ? ? ?用
    -dump 生成Java堆转储快照。格式为-dump:[live, ]format=b,file=<filename>,其中live自参数说明是否只dump出存活的对象
    -finalizerinfo 显示在F-Queue中等待Finalizer线程执行finalize方法的对象。只在Linux和Solaris系统下有效
    -heap 显示Java堆详细信息,如使用哪种收集器、参数配置、分代状况等。只在Linux和Solaris系统下有效
    -histo 显示堆中对象统计信息,包括类、实例数量、合计容量
    -permstat 以ClassLoader为统计口径显示永久代内存状态。只在Linux和Solaris系统下有效
    -F 当虚拟机进行对-dump选项没有响应时,可使用这个选项强制生成dump快照。只在Linux和Solaris系统下有效

    jmap执行样例

    同样,这个命令对Window环境限制也比较大,就不演示了。

    jstack:Java堆栈跟踪工具

    jstack(Stack Trace for Java)命令用于生成虚拟机当前时刻的线程快照。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的集合,生成线程快照的目的主要是定位线程长时间出现停顿的原因,如线程间死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间等待等都是导致线程长时间停顿的原因。线程出现停顿的时候通过jstack来查看各个线程的调用堆栈,就可以知道没有响应的线程到底在后台做些什么事情,或者在等待些什么资源。

    jstack命令格式

    jstack [ option ] vmid

    jstack主要工具选项

    选 ? ?项 作 ? ? ? ? ? ? 用
    -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 如果调用到本地方法的时候,可以显示C/C++的堆栈

    jstack执行样例

    只截取一部分,看到这就是10492这个虚拟机进程ID当前时刻的线程快照。线程处于RUNNABLE状态,执行到了TestMain函数的第7行,并且一直停留在第7行。?

    其他

    上面都是利用命令采集指定进程的虚拟机运行时的信息,实际上,还可以利用可视化工具对指定PID的虚拟机运行时信

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