Java之JVM监控工具分享 - 好文

Java之JVM监控工具分享

JVM的基本知识常用的也就是类加载机制，内存区域、分配、OOM，GC，JVM参数调优

几个链接自己看：

* 内存区域&类加载机制
<https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/Java/%E5%8F%AF%E8%83%BD%E6%98%AF%E6%8A%8AJava%E5%86%85%E5%AD%98%E5%8C%BA%E5%9F%9F%E8%AE%B2%E7%9A%84%E6%9C%80%E6%B8%85%E6%A5%9A%E7%9A%84%E4%B8%80%E7%AF%87%E6%96%87%E7%AB%A0.md>
* 分配策略&垃圾回收算法、收集器
<https://github.com/Snailclimb/JavaGuide/blob/master/Java/%E6%90%9E%E5%AE%9AJVM%E5%9E%83%E5%9C%BE%E5%9B%9E%E6%94%B6%E5%B0%B1%E6%98%AF%E8%BF%99%E4%B9%88%E7%AE%80%E5%8D%95.md>
今天结合代码讲一讲常用的java自带工具讲解，这些命令一般都是jdk/lib/tools.jar中。用来监控诊断我们的Java环境。

官方说明： https://docs.oracle.com/en/java/javase/11/tools/

1. jps

显示当前用户的所有java进程的PID 以及主类名
jps : 显示当前用户的所有java进程的PID 以及主类名 jps -v : 打印传递给 Java
虚拟机的参数（如-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseZGC） jps -m : 打印传递给主类的参数 jps
-l : 打印模块名以及包名
默认开启(UsePerfData)，若加上-XX:-UsePerfData 则无法找到进程。

2. jstack

功能 jstack不仅会打印线程的栈轨迹、线程状态（BLOCKED）、持有的锁（locked…）以及正在请求的锁（waiting to lock
…），而且还会分析出具体的死锁。
jstack pid : 查看线程情况 jstack -F pid : 正常输出不被响应时，使用该指令 jstack -l pid :
除堆栈外，显示关于锁的附件信息
3. jstat

功能允许用户查看目标 Java 进程的类加载、即时编译以及垃圾回收相关的信息。它常用于检测垃圾回收GC问题以及内存泄漏问题。
显示进程中的类装载、内存、垃圾收集、JIT编译等运行数据。
常用指令
jstat -class pid : 打印类装载、类卸载、总空间以及所消耗的时间 jstat -compiler pid : 打印即时编译相关的数据
jstat -printcompilation pid : 打印即时编译相关的数据 jstat -gc pid 1s 20 :
查询垃圾收集情况，每1秒查询一次，一共查询20次。 jstat -gccause pid : 额外输出上次GC原因
...剩下的都是以-gc为前缀的子命令，它们将打印垃圾回收相关的数据。加上 -t参数每行数据之前打印目标 Java 进程的启动时间
我们可以看到，这两个 Survivor 区的容量相等，而且始终有一个 Survivor 区的内存使用量为 0。
在这种情况下，Java 虚拟机会将这块内存区域回收，并标记为可分配的状态。这样子做的结果是，堆中可能完全没有 Survivor 内存区域，因而相应的
S1C 和 S1U 将会是 0。

我们可以比较 Java 进程的启动时间以及总 GC 时间（GCT 列），或者两次测量的间隔时间以及总GC时间的增量，来得出 GC 时间占运行时间的比例。
如果该比例超过 20%，则说明目前堆的压力较大；如果该比例超过 90%，则说明堆里几乎没有可用空间，随时都可能抛出 OOM 异常。

jstat还可以用来判断是否出现内存泄漏。在长时间运行的 Java 程序中，我们可以运行jstat命令连续获取多行性能数据，并取这几行数据中 OU
列（即已占用的老年代内存）的最小值。
然后，我们每隔一段较长的时间重复一次上述操作，来获得多组 OU 最小值。如果这些值呈上涨趋势，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，因此很有可能存在内存泄漏。

CGC 和 CGCT，它们分别代表并发 GC Stop-The-World 的次数和时间。
S0C:年轻代中第一个survivor（幸存区）的容量 (kb) S1C:年轻代中第二个survivor（幸存区）的容量 (kb)
S0U:年轻代中第一个survivor（幸存区）目前已使用空间 (kb) S1U:年轻代中第二个survivor（幸存区）目前已使用空间 (kb)
EC:年轻代中Eden（伊甸园）的容量 (kb) EU:年轻代中Eden（伊甸园）目前已使用空间 (kb) OC:老年代的容量 (kb)
OU:老年代目前已使用空间 (kb) MC:元空间的容量 (kb) MU:元空间目前已使用空间 (kb) CCSC:压缩类的容量 (kb)
CCSU:压缩类目前已使用空间 (kb) YGC:年轻代垃圾回收次数 YGCT:年轻代垃圾回收消耗时间 FGC:老年代垃圾回收次数
FGCT:老年代垃圾回收消耗时间 GCT:垃圾回收消耗总时间
4. jmap

功能生成堆转储快照（heapdump）用户统计目标 Java 进程的堆中存放的 Java
对象，并将它们导出成二进制文件。查询Java堆和永久代的详细信息，使用率，使用大小，查询finalize执行队列的信息
常用指令
jmap -heap pid : 打印jvm heap的情况 jmap -histo pid : 打印jvm
heap的直方图。其输出信息包括类名，对象数量，对象占用大小。并按照内存使用量从多至少的顺序排列 jmap -histo:live pid :
JVM会先触发gc，然后再统计信息，只统计堆中的存活对象的情况 jmap -dump:format=b,file=map.log pid:
将内存使用的详细情况输出到文件，之后一般使用其他工具进行分析。同样，-dump:live只保存堆中的存活对象。 jmap -clstats pid :
打印被加载类的信息 jmap -finalizerinfo pid : 该子命令将打印所有待 finalize 的对象。 jmap -permstat pid
: 打印permanent generation heap情况
我们通常会利用jmap -dump:live,format=b,file=filename.bin命令，将堆中所有存活对象导出至一个文件之中。
这里format=b将使jmap导出与hprof（在 Java 9
中已被移除）、-XX:+HeapDumpAfterFullGC、-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError格式一致的文件。这种格式的文件可以被其他
GUI 工具查看。

jmap（以及jinfo、jstack和jcmd）依赖于 Java 虚拟机的Attach API，因此只能监控本地 Java 进程。
一旦开启 Java 虚拟机参数DisableAttachMechanism（即使用参数-XX:+DisableAttachMechanism），基于
Attach API 的命令将无法执行。反过来说，如果你不想被其他进程监控，那么你需要开启该参数。

5. jhat

功能一般与jmap搭配使用，用来分析jmap生成的堆转储文件。
由于有很多可视化工具（Eclipse Memory Analyzer 、IBM
HeapAnalyzer）可以替代，所以很少用。不过在没有可视化工具的机器上也是可用的。
常用指令
jmap -dump:format=b,file=map.log pid : 将内存使用的详细情况输出到文件 jhat map.log :
解析Java堆转储文件,并启动一个 web server
演示：https://www.cnblogs.com/baihuitestsoftware/articles/6406271.html

6. jinfo

功能打印目标 Java 进程的配置参数
实时查看和调整虚拟机参数，可以显示未被显示指定的参数的默认值（jps -v 则不能）。
jinfo pid :可用来查看目标 Java 进程的参数，如传递给 Java 虚拟机的-X（即输出中的 jvm_args）、-XX参数（即输出中的 VM
Flags），以及可在 Java 层面通过System.getProperty获取的-D参数（即输出中的 System Properties）。
7. jcmd

可以用来实现前面除了jstat之外所有命令的功能。
详见 :https://www.jianshu.com/p/388e35d8a09b
<https://www.jianshu.com/p/388e35d8a09b>

8. javap

javap 是一个能够将 class 文件反汇编成人类可读格式的工具。
ASM字节码操作：https://blog.csdn.net/ohcezzz/article/details/78416176
默认情况下 javap 会打印所有非私有的字段和方法， -p 打印私有的字段和方法。 -v 打印所有信息。 -c 查阅方法对应的字节码
附：

一只懂JVM参数的狐狸 <http://xxfox.perfma.com/>

代码验证
@Slf4j public class JvmTest { private byte[] memory; public JvmTest(byte[]
memory) { this.memory = memory; } public static void main(String[] args) throws
InterruptedException { GC测试(); //死循环(); //死锁(); } public static void GC测试()
throws InterruptedException { for (int i = 1; i < 5; i++) { byte[] b = new
byte[50 * 1024 * 1024]; log.info("分配了50M空间给数组"); Thread.sleep(10000); }
//方法区中常量引用对象 (虚拟机栈（栈帧中的局部变量）中引用的对象 - 方法区中的静态变量引用的对象 -
本地方法栈中JNI（即一般说的Native方法）中引用的对象) JvmTest jvmTest = new JvmTest(new byte[50 *
1024 * 1024]); log.info("分配了50M空间给对象"); log.info("调用了System.gc()");
System.gc(); jvmTest = null; Thread.sleep(10000); log.info("调用了System.gc()");
System.gc(); Thread.sleep(3000000); } public static void 死循环() { while (true) {
} } public static void 死锁() { String obj1 = "obj1"; String obj2 = "obj2";
Runnable r1 = () -> { log.info("r1 running"); while (true) { synchronized
(obj1) { log.info("r1 lock obj1"); try { //获取obj1后先等一会儿，让Lock2有足够的时间锁住obj2
Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
synchronized (obj2) { log.info("r1 lock obj2"); } } } }; Runnable r2 = () -> {
log.info("r2 running"); while (true) { synchronized (obj2) { log.info("r2 lock
obj2"); try { Thread.sleep(3000); } catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace(); } synchronized (obj1) { log.info("r2 lock obj1"); } } } };
Thread a = new Thread(r1); Thread b = new Thread(r2); a.start(); b.start(); } }

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