JVM性能调优监控工具jps、jstack、jmap、jhat、jstat使用详解

2019年12月06日 阅读数:138
这篇文章主要向大家介绍JVM性能调优监控工具jps、jstack、jmap、jhat、jstat使用详解,主要内容包括基础应用、实用技巧、原理机制等方面,希望对大家有所帮助。

JDK自己提供了不少方便的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等小巧的工具,本博客但愿能起抛砖引玉之用,让你们能开始对JVM性能调优的经常使用工具备所了解。

    现实企业级Java开发中,有时候咱们会碰到下面这些问题:html

  • OutOfMemoryError,内存不足java

  • 内存泄露程序员

  • 线程死锁算法

  • 锁争用(Lock Contention)apache

  • Java进程消耗CPU太高ubuntu

  • ......数组

    这些问题在平常开发中可能被不少人忽视(好比有的人遇到上面的问题只是重启服务器或者调大内存,而不会深究问题根源),但可以理解并解决这些问题是Java程序员进阶的必备要求。本文将对一些经常使用的JVM性能调优监控工具进行介绍,但愿能起抛砖引玉之用。本文参考了网上不少资料,难以一一列举,在此对这些资料的做者表示感谢!关于JVM性能调优相关的资料,请参考文末。浏览器


A、 jps(Java Virtual Machine Process Status Tool)      服务器

    jps主要用来输出JVM中运行的进程状态信息。语法格式以下:oracle

1 jps [options] [hostid]

    若是不指定hostid就默认为当前主机或服务器。

    命令行参数选项说明以下:

1 -q 不输出类名、Jar名和传入main方法的参数
2 -m 输出传入main方法的参数
3 -l 输出main类或Jar的全限名
4 -v 输出传入JVM的参数

   好比下面:

1 root@ubuntu:/# jps -m -l
2 2458 org.artifactory.standalone.main.Main /usr/local/artifactory-2.2.5/etc/jetty.xml
3 29920 com.sun.tools.hat.Main -port 9998 /tmp/dump.dat
4 3149 org.apache.catalina.startup.Bootstrap start
5 30972 sun.tools.jps.Jps -m -l
6 8247 org.apache.catalina.startup.Bootstrap start
7 25687 com.sun.tools.hat.Main -port 9999 dump.dat
8 21711 mrf-center.jar

 

B、 jstack

    jstack主要用来查看某个Java进程内的线程堆栈信息。语法格式以下:

1 jstack [option] pid
2 jstack [option] executable core
3 jstack [option] [server-id@]remote-hostname-or-ip

    命令行参数选项说明以下:

1 -l long listings,会打印出额外的锁信息,在发生死锁时能够用jstack -l pid来观察锁持有状况
2 -m mixed mode,不只会输出Java堆栈信息,还会输出C/C++堆栈信息(好比Native方法)

    jstack能够定位到线程堆栈,根据堆栈信息咱们能够定位到具体代码,因此它在JVM性能调优中使用得很是多。下面咱们来一个实例找出某个Java进程中最耗费CPU的Java线程并定位堆栈信息,用到的命令有ps、top、printf、jstack、grep。

    第一步先找出Java进程ID,我部署在服务器上的Java应用名称为mrf-center:

1 root@ubuntu:/# ps -ef | grep mrf-center | grep -v grep
2 root     21711     1  1 14:47 pts/3    00:02:10 java -jar mrf-center.jar

    获得进程ID为21711,第二步找出该进程内最耗费CPU的线程,可使用ps -Lfp pid或者ps -mp pid -o THREAD, tid, time或者top -Hp pid,我这里用第三个,输出以下:

JVM性能调优监控工具jps、jstack、jmap、jhat、jstat使用详解

    TIME列就是各个Java线程耗费的CPU时间,CPU时间最长的是线程ID为21742的线程,用

1 printf "%x\n" 21742

    获得21742的十六进制值为54ee,下面会用到。    

    OK,下一步终于轮到jstack上场了,它用来输出进程21711的堆栈信息,而后根据线程ID的十六进制值grep,以下:

1 root@ubuntu:/# jstack 21711 | grep 54ee
2 "PollIntervalRetrySchedulerThread" prio=10 tid=0x00007f950043e000 nid=0x54ee in Object.wait() [0x00007f94c6eda000]

    能够看到CPU消耗在PollIntervalRetrySchedulerThread这个类的Object.wait(),我找了下个人代码,定位到下面的代码:

01 // Idle wait
02 getLog().info("Thread [" + getName() + "] is idle waiting...");
03 schedulerThreadState = PollTaskSchedulerThreadState.IdleWaiting;
04 long now = System.currentTimeMillis();
05 long waitTime = now + getIdleWaitTime();
06 long timeUntilContinue = waitTime - now;
07 synchronized(sigLock) {
08     try {
09         if(!halted.get()) {
10             sigLock.wait(timeUntilContinue);
11         }
12     
13     catch (InterruptedException ignore) {
14     }
15 }

    它是轮询任务的空闲等待代码,上面的sigLock.wait(timeUntilContinue)就对应了前面的Object.wait()。

 

C、 jmap(Memory Map)和jhat(Java Heap Analysis Tool)

    jmap用来查看堆内存使用情况,通常结合jhat使用。

    jmap语法格式以下:

1 jmap [option] pid
2 jmap [option] executable core
3 jmap [option] [server-id@]remote-hostname-or-ip

    若是运行在64位JVM上,可能须要指定-J-d64命令选项参数。

1 jmap -permstat pid

    打印进程的类加载器和类加载器加载的持久代对象信息,输出:类加载器名称、对象是否存活(不可靠)、对象地址、父类加载器、已加载的类大小等信息,以下图:

JVM性能调优监控工具jps、jstack、jmap、jhat、jstat使用详解

   使用jmap -heap pid查看进程堆内存使用状况,包括使用的GC算法、堆配置参数和各代中堆内存使用状况。好比下面的例子:

01 root@ubuntu:/# jmap -heap 21711
02 Attaching to process ID 21711, please wait...
03 Debugger attached successfully.
04 Server compiler detected.
05 JVM version is 20.10-b01
06  
07 using thread-local object allocation.
08 Parallel GC with 4 thread(s)
09  
10 Heap Configuration:
11    MinHeapFreeRatio = 40
12    MaxHeapFreeRatio = 70
13    MaxHeapSize      = 2067791872 (1972.0MB)
14    NewSize          = 1310720 (1.25MB)
15    MaxNewSize       = 17592186044415 MB
16    OldSize          = 5439488 (5.1875MB)
17    NewRatio         = 2
18    SurvivorRatio    = 8
19    PermSize         = 21757952 (20.75MB)
20    MaxPermSize      = 85983232 (82.0MB)
21  
22 Heap Usage:
23 PS Young Generation
24 Eden Space:
25    capacity = 6422528 (6.125MB)
26    used     = 5445552 (5.1932830810546875MB)
27    free     = 976976 (0.9317169189453125MB)
28    84.78829520089286% used
29 From Space:
30    capacity = 131072 (0.125MB)
31    used     = 98304 (0.09375MB)
32    free     = 32768 (0.03125MB)
33    75.0% used
34 To Space:
35    capacity = 131072 (0.125MB)
36    used     = 0 (0.0MB)
37    free     = 131072 (0.125MB)
38    0.0% used
39 PS Old Generation
40    capacity = 35258368 (33.625MB)
41    used     = 4119544 (3.9287033081054688MB)
42    free     = 31138824 (29.69629669189453MB)
43    11.683876009235595% used
44 PS Perm Generation
45    capacity = 52428800 (50.0MB)
46    used     = 26075168 (24.867218017578125MB)
47    free     = 26353632 (25.132781982421875MB)
48    49.73443603515625% used
49    ....

    使用jmap -histo[:live] pid查看堆内存中的对象数目、大小统计直方图,若是带上live则只统计活对象,以下:

01 root@ubuntu:/# jmap -histo:live 21711 | more
02  
03  num     #instances         #bytes  class name
04 ----------------------------------------------
05    1:         38445        5597736  <constMethodKlass>
06    2:         38445        5237288  <methodKlass>
07    3:          3500        3749504  <constantPoolKlass>
08    4:         60858        3242600  <symbolKlass>
09    5:          3500        2715264  <instanceKlassKlass>
10    6:          2796        2131424  <constantPoolCacheKlass>
11    7:          5543        1317400  [I
12    8:         13714        1010768  [C
13    9:          4752        1003344  [B
14   10:          1225         639656  <methodDataKlass>
15   11:         14194         454208  java.lang.String
16   12:          3809         396136  java.lang.Class
17   13:          4979         311952  [S
18   14:          5598         287064  [[I
19   15:          3028         266464  java.lang.reflect.Method
20   16:           280         163520  <objArrayKlassKlass>
21   17:          4355         139360  java.util.HashMap$Entry
22   18:          1869         138568  [Ljava.util.HashMap$Entry;
23   19:          2443          97720  java.util.LinkedHashMap$Entry
24   20:          2072          82880  java.lang.ref.SoftReference
25   21:          1807          71528  [Ljava.lang.Object;
26   22:          2206          70592  java.lang.ref.WeakReference
27   23:           934          52304  java.util.LinkedHashMap
28   24:           871          48776  java.beans.MethodDescriptor
29   25:          1442          46144  java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$HashEntry
30   26:           804          38592  java.util.HashMap
31   27:           948          37920  java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Segment
32   28:          1621          35696  [Ljava.lang.Class;
33   29:          1313          34880  [Ljava.lang.String;
34   30:          1396          33504  java.util.LinkedList$Entry
35   31:           462          33264  java.lang.reflect.Field
36   32:          1024          32768  java.util.Hashtable$Entry
37   33:           948          31440  [Ljava.util.concurrent.ConcurrentHashMap$HashEntry;

    class name是对象类型,说明以下:

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 其余对象

    还有一个很经常使用的状况是:用jmap把进程内存使用状况dump到文件中,再用jhat分析查看。jmap进行dump命令格式以下:

1 jmap -dump:format=b,file=dumpFileName

    我同样地对上面进程ID为21711进行Dump:

1 root@ubuntu:/# jmap -dump:format=b,file=/tmp/dump.dat 21711     
2 Dumping heap to /tmp/dump.dat ...
3 Heap dump file created

   dump出来的文件能够用MAT、VisualVM等工具查看,这里用jhat查看:

01 root@ubuntu:/# jhat -port 9998 /tmp/dump.dat
02 Reading from /tmp/dump.dat...
03 Dump file created Tue Jan 28 17:46:14 CST 2014
04 Snapshot read, resolving...
05 Resolving 132207 objects...
06 Chasing references, expect 26 dots..........................
07 Eliminating duplicate references..........................
08 Snapshot resolved.
09 Started HTTP server on port 9998
10 Server is ready.

     而后就能够在浏览器中输入主机地址:9998查看了:

JVM性能调优监控工具jps、jstack、jmap、jhat、jstat使用详解

    上面红线框出来的部分你们能够本身去摸索下,最后一项支持OQL(对象查询语言)。

 

D、jstat(JVM统计监测工具)

    语法格式以下:

1 jstat [ generalOption | outputOptions vmid [interval[s|ms] [count]] ]

    vmid是虚拟机ID,在Linux/Unix系统上通常就是进程ID。interval是采样时间间隔。count是采样数目。好比下面输出的是GC信息,采样时间间隔为250ms,采样数为4:

1 root@ubuntu:/# jstat -gc 21711 250 4
2  S0C    S1C    S0U    S1U      EC       EU        OC         OU       PC     PU    YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   
3 192.0  192.0   64.0   0.0    6144.0   1854.9   32000.0     4111.6   55296.0 25472.7    702    0.431   3      0.218    0.649
4 192.0  192.0   64.0   0.0    6144.0   1972.2   32000.0     4111.6   55296.0 25472.7    702    0.431   3      0.218    0.649
5 192.0  192.0   64.0   0.0    6144.0   1972.2   32000.0     4111.6   55296.0 25472.7    702    0.431   3      0.218    0.649
6 192.0  192.0   64.0   0.0    6144.0   2109.7   32000.0     4111.6   55296.0 25472.7    702    0.431   3      0.218    0.649

    要明白上面各列的意义,先看JVM堆内存布局:

JVM性能调优监控工具jps、jstack、jmap、jhat、jstat使用详解

    能够看出:

1 堆内存 = 年轻代 + 年老代 + 永久代
2 年轻代 = Eden区 + 两个Survivor区(From和To)

    如今来解释各列含义:

1 S0C、S1C、S0U、S1U:Survivor 0/1区容量(Capacity)和使用量(Used)
2 EC、EU:Eden区容量和使用量
3 OC、OU:年老代容量和使用量
4 PC、PU:永久代容量和使用量
5 YGC、YGT:年轻代GC次数和GC耗时
6 FGC、FGCT:Full GC次数和Full GC耗时
7 GCT:GC总耗时

 

其余JVM性能调优参考资料:

《Java虚拟机规范》

《Java Performance》

《Trouble Shooting Guide for JavaSE 6 with HotSpot VM》: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/tsg-vm-149989.pdf 

《Effective Java》

VisualVM: http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/visualvm/

jConsole: http://docs.oracle.com/javase/1.5.0/docs/guide/management/jconsole.html

Monitoring and Managing JavaSE 6 Applications: http://www.oracle.com/technetwork/articles/javase/monitoring-141801.html