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jvm系列(四):jvm调优-命令篇

624c95384278 2022-04-29 阅读 101
java

运用jvm自带的命令可以方便的在生产监控和打印堆栈的日志信息帮忙我们来定位问题！虽然jvm调优成熟的工具已经有很多：jconsole、大名鼎鼎的VisualVM，IBM的Memory Analyzer等等，但是在生产环境出现问题的时候，一方面工具的使用会有所限制，另一方面喜欢装X的我们，总喜欢在出现问题的时候在终端输入一些命令来解决。所有的工具几乎都是依赖于jdk的接口和底层的这些命令，研究这些命令的使用也让我们更能了解jvm构成和特性。

Sun JDK监控和故障处理命令有jps jstat jmap jhat jstack jinfo下面做一一介绍

jps

JVM Process Status Tool,显示指定系统内所有的HotSpot虚拟机进程。

命令格式

 

  1.  
    jps [options] [hostid]
     


option参数
 
 

其中[option]、[hostid]参数也可以不写。
 

示例
 

 

  1.  
    $ jps -l -m
     
  2.  
     28920 org.apache.catalina.startup.Bootstrap start
     
  3.  
     11589 org.apache.catalina.startup.Bootstrap start
     
  4.  
     25816 sun.tools.jps.Jps -l -m
     


jstat
 

jstat(JVM statistics Monitoring)是用于监视虚拟机运行时状态信息的命令，它可以显示出虚拟机进程中的类装载、内存、垃圾收集、JIT编译等运行数据。
 

命令格式
 

 

  1.  
    jstat [option] LVMID [interval] [count]
     


参数
 
 

option 参数总览
 

OptionDisplays…
classclass loader的行为统计。Statistics on the behavior of the class loader.
compilerHotSpt JIT编译器行为统计。Statistics of the behavior of the HotSpot Just-in-Time compiler.
gc垃圾回收堆的行为统计。Statistics of the behavior of the garbage collected heap.
gccapacity各个垃圾回收代容量(young,old,perm)和他们相应的空间统计。Statistics of the capacities of the generations and their corresponding spaces.
gcutil垃圾回收统计概述。Summary of garbage collection statistics.
gccause垃圾收集统计概述（同-gcutil），附加最近两次垃圾回收事件的原因。Summary of garbage collection statistics (same as -gcutil), with the cause of the last and
gcnew新生代行为统计。Statistics of the behavior of the new generation.
gcnewcapacity新生代与其相应的内存空间的统计。Statistics of the sizes of the new generations and its corresponding spaces.
gcold年老代和永生代行为统计。Statistics of the behavior of the old and permanent generations.
gcoldcapacity年老代行为统计。Statistics of the sizes of the old generation.
gcpermcapacity永生代行为统计。Statistics of the sizes of the permanent generation.
printcompilationHotSpot编译方法统计。HotSpot compilation method statistics.


option 参数详解
 

-class
 

监视类装载、卸载数量、总空间以及耗费的时间
 

 

  1.  
    $ jstat -class 11589
     
  2.  
    Loaded  Bytes  Unloaded  Bytes     Time   
     
  3.  
     7035  14506.3     0     0.0       3.67
     

 

-compiler
 

输出JIT编译过的方法数量耗时等
 

 

  1.  
    $ jstat -compiler 1262
     
  2.  
    Compiled Failed Invalid   Time   FailedType FailedMethod
     
  3.  
       2573      1       0    47.60          1 org/apache/catalina/loader/WebappClassLoader findResourceInternal  
     

 

-gc
 

垃圾回收堆的行为统计，常用命令
 

 

  1.  
    $ jstat -gc 1262
     
  2.  
    S0C    S1C     S0U     S1U   EC       EU        OC         OU        PC       PU         YGC    YGCT    FGC    FGCT     GCT   
     
  3.  
    26112.0 24064.0 6562.5  0.0   564224.0 76274.5   434176.0   388518.3  524288.0 42724.7    320    6.417   1      0.398    6.815
     


C即Capacity 总容量，U即Used 已使用的容量
 
 

 

  1.  
    $ jstat -gc 1262 2000 20
     


这个命令意思就是每隔2000ms输出1262的gc情况，一共输出20次
 

-gccapacity
 

同-gc，不过还会输出Java堆各区域使用到的最大、最小空间
 

 

  1.  
    $ jstat -gccapacity 1262
     
  2.  
    NGCMN    NGCMX     NGC    S0C   S1C       EC         OGCMN      OGCMX      OGC        OC       PGCMN    PGCMX     PGC      PC         YGC    FGC 
     
  3.  
    614400.0 614400.0 614400.0 26112.0 24064.0 564224.0   434176.0   434176.0   434176.0   434176.0 524288.0 1048576.0 524288.0 524288.0    320     1  
     

 

-gcutil
 

同-gc，不过输出的是已使用空间占总空间的百分比
 

 

  1.  
    $ jstat -gcutil 28920
     
  2.  
     S0     S1     E      O      P     YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   
     
  3.  
    12.45   0.00  33.85   0.00   4.44  4       0.242     0    0.000    0.242
     


-gccause
 

垃圾收集统计概述（同-gcutil），附加最近两次垃圾回收事件的原因
 

 

  1.  
    $ jstat -gccause 28920
     
  2.  
     S0     S1     E      O      P       YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT    LGCC                 GCC                 
     
  3.  
    12.45   0.00  33.85   0.00   4.44      4    0.242     0    0.000    0.242   Allocation Failure   No GC  
     

 

-gcnew
 

统计新生代的行为
 

 

  1.  
    $ jstat -gcnew 28920
     
  2.  
    S0C      S1C      S0U        S1U  TT  MTT  DSS      EC        EU         YGC     YGCT  
     
  3.  
    419392.0 419392.0 52231.8    0.0  6   6    209696.0 3355520.0 1172246.0  4       0.242
     

 

-gcnewcapacity
 

新生代与其相应的内存空间的统计
 

 

  1.  
    $ jstat -gcnewcapacity 28920
     
  2.  
     NGCMN      NGCMX       NGC      S0CMX     S0C     S1CMX     S1C       ECMX        EC        YGC   FGC 
     
  3.  
    4194304.0  4194304.0  4194304.0 419392.0 419392.0 419392.0 419392.0  3355520.0  3355520.0     4     0
     

 

-gcold
 

统计旧生代的行为
 

 

  1.  
    $ jstat -gcold 28920
     
  2.  
      PC       PU        OC           OU       YGC    FGC    FGCT     GCT   
     
  3.  
    1048576.0  46561.7   6291456.0     0.0      4      0      0.000    0.242
     


-gcoldcapacity
 

统计旧生代的大小和空间
 

 

  1.  
    $ jstat -gcoldcapacity 28920
     
  2.  
      OGCMN       OGCMX        OGC         OC         YGC   FGC    FGCT     GCT   
     
  3.  
     6291456.0   6291456.0   6291456.0   6291456.0     4     0    0.000    0.242
     


-gcpermcapacity
 

永生代行为统计
 

 

  1.  
    $ jstat -gcpermcapacity 28920
     
  2.  
       PGCMN      PGCMX       PGC         PC      YGC   FGC    FGCT     GCT   
     
  3.  
    1048576.0  2097152.0  1048576.0  1048576.0     4     0    0.000    0.242
     


-printcompilation
 

hotspot编译方法统计
 

 

  1.  
    $ jstat -printcompilation 28920
     
  2.  
       Compiled  Size  Type Method
     
  3.  
       1291      78     1    java/util/ArrayList indexOf
     

 

jmap
 

jmap(JVM Memory Map)命令用于生成heap dump文件，如果不使用这个命令，还阔以使用-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError参数来让虚拟机出现OOM的时候·自动生成dump文件。 jmap不仅能生成dump文件，还阔以查询finalize执行队列、Java堆和永久代的详细信息，如当前使用率、当前使用的是哪种收集器等。
 

命令格式
 

 

  1.  
    jmap [option] LVMID
     


option参数
 
 

示例
 

-dump
 

常用格式
 

 

  1.  
    -dump::live,format=b,file=<filename> pid 
     


dump堆到文件,format指定输出格式，live指明是活着的对象,file指定文件名
 

 

  1.  
    $ jmap -dump:live,format=b,file=dump.hprof 28920
     
  2.  
     Dumping heap to /home/xxx/dump.hprof ...
     
  3.  
     Heap dump file created
     


dump.hprof这个后缀是为了后续可以直接用MAT(Memory Anlysis Tool)打开。
 

-finalizerinfo
 

打印等待回收对象的信息
 

 

  1.  
    $ jmap -finalizerinfo 28920
     
  2.  
     Attaching to process ID 28920, please wait...
     
  3.  
     Debugger attached successfully.
     
  4.  
     Server compiler detected.
     
  5.  
     JVM version is 24.71-b01
     
  6.  
     Number of objects pending for finalization: 0
     


可以看到当前F-QUEUE队列中并没有等待Finalizer线程执行finalizer方法的对象。
 

-heap
 

打印heap的概要信息，GC使用的算法，heap的配置及wise heap的使用情况,可以用此来判断内存目前的使用情况以及垃圾回收情况
 

 

  1.  
    $ jmap -heap 28920
     
  2.  
     Attaching to process ID 28920, please wait...
     
  3.  
     Debugger attached successfully.
     
  4.  
     Server compiler detected.
     
  5.  
     JVM version is 24.71-b01  
     
  6.  
     
  7.  
     using thread-local object allocation.
     
  8.  
     Parallel GC with 4 thread(s)//GC 方式  
     
  9.  
     
  10.  
     Heap Configuration: //堆内存初始化配置
     
  11.  
        MinHeapFreeRatio = 0 //对应jvm启动参数-XX:MinHeapFreeRatio设置JVM堆最小空闲比率(default 40)
     
  12.  
        MaxHeapFreeRatio = 100 //对应jvm启动参数 -XX:MaxHeapFreeRatio设置JVM堆最大空闲比率(default 70)
     
  13.  
        MaxHeapSize      = 2082471936 (1986.0MB) //对应jvm启动参数-XX:MaxHeapSize=设置JVM堆的最大大小
     
  14.  
        NewSize          = 1310720 (1.25MB)//对应jvm启动参数-XX:NewSize=设置JVM堆的‘新生代’的默认大小
     
  15.  
        MaxNewSize       = 17592186044415 MB//对应jvm启动参数-XX:MaxNewSize=设置JVM堆的‘新生代’的最大大小
     
  16.  
        OldSize          = 5439488 (5.1875MB)//对应jvm启动参数-XX:OldSize=<value>:设置JVM堆的‘老生代’的大小
     
  17.  
        NewRatio         = 2 //对应jvm启动参数-XX:NewRatio=:‘新生代’和‘老生代’的大小比率
     
  18.  
        SurvivorRatio    = 8 //对应jvm启动参数-XX:SurvivorRatio=设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值 
     
  19.  
        PermSize         = 21757952 (20.75MB)  //对应jvm启动参数-XX:PermSize=<value>:设置JVM堆的‘永生代’的初始大小
     
  20.  
        MaxPermSize      = 85983232 (82.0MB)//对应jvm启动参数-XX:MaxPermSize=<value>:设置JVM堆的‘永生代’的最大大小
     
  21.  
        G1HeapRegionSize = 0 (0.0MB)  
     
  22.  
     
  23.  
     Heap Usage://堆内存使用情况
     
  24.  
     PS Young Generation
     
  25.  
     Eden Space://Eden区内存分布
     
  26.  
        capacity = 33030144 (31.5MB)//Eden区总容量
     
  27.  
        used     = 1524040 (1.4534378051757812MB)  //Eden区已使用
     
  28.  
        free     = 31506104 (30.04656219482422MB)  //Eden区剩余容量
     
  29.  
        4.614088270399305% used //Eden区使用比率
     
  30.  
     From Space:  //其中一个Survivor区的内存分布
     
  31.  
        capacity = 5242880 (5.0MB)
     
  32.  
        used     = 0 (0.0MB)
     
  33.  
        free     = 5242880 (5.0MB)
     
  34.  
        0.0% used
     
  35.  
     To Space:  //另一个Survivor区的内存分布
     
  36.  
        capacity = 5242880 (5.0MB)
     
  37.  
        used     = 0 (0.0MB)
     
  38.  
        free     = 5242880 (5.0MB)
     
  39.  
        0.0% used
     
  40.  
     PS Old Generation //当前的Old区内存分布
     
  41.  
        capacity = 86507520 (82.5MB)
     
  42.  
        used     = 0 (0.0MB)
     
  43.  
        free     = 86507520 (82.5MB)
     
  44.  
        0.0% used
     
  45.  
     PS Perm Generation//当前的 “永生代” 内存分布
     
  46.  
        capacity = 22020096 (21.0MB)
     
  47.  
        used     = 2496528 (2.3808746337890625MB)
     
  48.  
        free     = 19523568 (18.619125366210938MB)
     
  49.  
        11.337498256138392% used  
     
  50.  
     
  51.  
     670 interned Strings occupying 43720 bytes.
     


可以很清楚的看到Java堆中各个区域目前的情况。
 

-histo
 

打印堆的对象统计，包括对象数、内存大小等等 （因为在dump:live前会进行full gc，如果带上live则只统计活对象，因此不加live的堆大小要大于加live堆的大小 ）
 

 

  1.  
    $ jmap -histo:live 28920 | more
     
  2.  
    num     #instances         #bytes  class name
     
  3.  
    ----------------------------------------------
     
  4.  
      1:         83613       12012248  <constMethodKlass>
     
  5.  
      2:         23868       11450280  [B
     
  6.  
      3:         83613       10716064  <methodKlass>
     
  7.  
      4:         76287       10412128  [C
     
  8.  
      5:          8227        9021176  <constantPoolKlass>
     
  9.  
      6:          8227        5830256  <instanceKlassKlass>
     
  10.  
      7:          7031        5156480  <constantPoolCacheKlass>
     
  11.  
      8:         73627        1767048  java.lang.String
     
  12.  
      9:          2260        1348848  <methodDataKlass>
     
  13.  
     10:          8856         849296  java.lang.Class
     
  14.  
     ....
     


仅仅打印了前10行
 

xml class name是对象类型，说明如下：
 

 

  1.  
    B  byte
     
  2.  
    C  char
     
  3.  
    D  double
     
  4.  
    F  float
     
  5.  
    I  int
     
  6.  
    J  long
     
  7.  
    Z  boolean
     
  8.  
    [  数组，如[I表示int[]
     
  9.  
    [L+类名 其他对象
     


-permstat
 

打印Java堆内存的永久保存区域的类加载器的智能统计信息。对于每个类加载器而言，它的名称、活跃度、地址、父类加载器、它所加载的类的数量和大小都会被打印。此外，包含的字符串数量和大小也会被打印。
 

 

  1.  
    $ jmap -permstat 28920
     
  2.  
     Attaching to process ID 28920, please wait...
     
  3.  
     Debugger attached successfully.
     
  4.  
     Server compiler detected.
     
  5.  
     JVM version is 24.71-b01
     
  6.  
     finding class loader instances ..done.
     
  7.  
     computing per loader stat ..done.
     
  8.  
     please wait.. computing liveness.liveness analysis may be inaccurate ...
     
  9.  
     
  10.  
     class_loader            classes bytes   parent_loader           alive?  type  
     
  11.  
     <bootstrap>             3111    18154296          null          live    <internal>
     
  12.  
     0x0000000600905cf8      1       1888    0x0000000600087f08      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x00000007800500a0
     
  13.  
     0x00000006008fcb48      1       1888    0x0000000600087f08      dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x00000007800500a0
     
  14.  
     0x00000006016db798      0       0       0x00000006008d3fc0      dead    java/util/ResourceBundle$RBClassLoader@0x0000000780626ec0
     
  15.  
     0x00000006008d6810      1       3056      null          dead    sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x00000007800500a0
     


-F
 

强制模式。如果指定的pid没有响应，请使用jmap -dump或jmap -histo选项。此模式下，不支持live子选项。
 

jhat
 

jhat(JVM Heap Analysis Tool)命令是与jmap搭配使用，用来分析jmap生成的dump，jhat内置了一个微型的HTTP/HTML服务器，生成dump的分析结果后，可以在浏览器中查看。在此要注意，一般不会直接在服务器上进行分析，因为jhat是一个耗时并且耗费硬件资源的过程，一般把服务器生成的dump文件复制到本地或其他机器上进行分析。
 

命令格式
 

 

  1.  
    jhat [dumpfile]
     


参数
 
 

示例
 

 

  1.  
    $ jhat -J-Xmx512m dump.hprof
     
  2.  
     eading from dump.hprof...
     
  3.  
     Dump file created Fri Mar 11 17:13:42 CST 2016
     
  4.  
     Snapshot read, resolving...
     
  5.  
     Resolving 271678 objects...
     
  6.  
     Chasing references, expect 54 dots......................................................
     
  7.  
     Eliminating duplicate references......................................................
     
  8.  
     Snapshot resolved.
     
  9.  
     Started HTTP server on port 7000
     
  10.  
     Server is ready.
     


中间的-J-Xmx512m是在dump快照很大的情况下分配512M内存去启动HTTP服务器，运行完之后就可在浏览器打开Http://localhost:7000进行快照分析 堆快照分析主要在最后面的Heap Histogram里，里面根据class列出了dump的时候所有存活对象。
 

分析同样一个dump快照，MAT需要的额外内存比jhat要小的多的多，所以建议使用MAT来进行分析，当然也看个人偏好。
 

分析
 

打开浏览器Http://localhost:7000，该页面提供了几个查询功能可供使用：
 

 

  1.  
    All classes including platform
     
  2.  
    Show all members of the rootset
     
  3.  
    Show instance counts for all classes (including platform)
     
  4.  
    Show instance counts for all classes (excluding platform)
     
  5.  
    Show heap histogram
     
  6.  
    Show finalizer summary
     
  7.  
    Execute Object Query Language (OQL) query
     


一般查看堆异常情况主要看这个两个部分： Show instance counts for all classes (excluding platform)，平台外的所有对象信息。如下图： 
 

 

Show heap histogram 以树状图形式展示堆情况。如下图： 
 

 

具体排查时需要结合代码，观察是否大量应该被回收的对象在一直被引用或者是否有占用内存特别大的对象无法被回收。
一般情况，会down到客户端用工具来分析
 

jstack
 

jstack用于生成java虚拟机当前时刻的线程快照。线程快照是当前java虚拟机内每一条线程正在执行的方法堆栈的集合，生成线程快照的主要目的是定位线程出现长时间停顿的原因，如线程间死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间等待等。 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什么事情，或者等待什么资源。 如果java程序崩溃生成core文件，jstack工具可以用来获得core文件的java stack和native stack的信息，从而可以轻松地知道java程序是如何崩溃和在程序何处发生问题。另外，jstack工具还可以附属到正在运行的java程序中，看到当时运行的java程序的java stack和native stack的信息, 如果现在运行的java程序呈现hung的状态，jstack是非常有用的。
 

命令格式
 

 

  1.  
    jstack [option] LVMID
     


option参数
 
 

示例
 

 

  1.  
    $ jstack -l 11494|more
     
  2.  
    2016-07-28 13:40:04
     
  3.  
    Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (24.71-b01 mixed mode):
     
  4.  
     
  5.  
    "Attach Listener" daemon prio=10 tid=0x00007febb0002000 nid=0x6b6f waiting on condition [0x0000000000000000]
     
  6.  
      java.lang.Thread.State: RUNNABLE
     
  7.  
     
  8.  
      Locked ownable synchronizers:
     
  9.  
           - None
     
  10.  
     
  11.  
    "http-bio-8005-exec-2" daemon prio=10 tid=0x00007feb94028000 nid=0x7b8c waiting on condition [0x00007fea8f56e000]
     
  12.  
      java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
     
  13.  
           at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
     
  14.  
           - parking to wait for  <0x00000000cae09b80> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject)
     
  15.  
           at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:186)
     
  16.  
           at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await(AbstractQueuedSynchronizer.java:2043)
     
  17.  
           at java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue.take(LinkedBlockingQueue.java:442)
     
  18.  
           at org.apache.tomcat.util.threads.TaskQueue.take(TaskQueue.java:104)
     
  19.  
           at org.apache.tomcat.util.threads.TaskQueue.take(TaskQueue.java:32)
     
  20.  
           at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:1068)
     
  21.  
           at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1130)
     
  22.  
           at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:615)
     
  23.  
           at org.apache.tomcat.util.threads.TaskThread$WrappingRunnable.run(TaskThread.java:61)
     
  24.  
           at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)
     
  25.  
     
  26.  
      Locked ownable synchronizers:
     
  27.  
           - None
     
  28.  
         .....
     


分析
 

这里有一篇文章解释的很好 分析打印出的文件内容
 

jinfo
 

jinfo(JVM Configuration info)这个命令作用是实时查看和调整虚拟机运行参数。 之前的jps -v口令只能查看到显示指定的参数，如果想要查看未被显示指定的参数的值就要使用jinfo口令
 

命令格式
 

 

  1.  
    jinfo [option] [args] LVMID
     


option参数
 
 

示例
 

 

  1.  
    $ jinfo -flag 11494
     
  2.  
    -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80
     
   
 
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