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來(lái)源:http://uee.me/czpHk

現(xiàn)實(shí)企業(yè)級(jí)Java應(yīng)用開發(fā)、維護(hù)中，有時(shí)候我們會(huì)碰到下面這些問(wèn)題：

• OutOfMemoryError，內(nèi)存不足

• 內(nèi)存泄露

• 線程死鎖

• 鎖爭(zhēng)用（Lock Contention）

• Java進(jìn)程消耗CPU過(guò)高

• ......

? ? 這些問(wèn)題在日常開發(fā)、維護(hù)中可能被很多人忽視（比如有的人遇到上面的問(wèn)題只是重啟服務(wù)器或者調(diào)大內(nèi)存，而不會(huì)深究問(wèn)題根源），但能夠理解并解決這些問(wèn)題是Java程序員進(jìn)階的必備要求。本文將對(duì)一些常用的JVM性能調(diào)優(yōu)監(jiān)控工具進(jìn)行介紹，希望能起拋磚引玉之用。

而且這些監(jiān)控、調(diào)優(yōu)工具的使用，無(wú)論你是運(yùn)維、開發(fā)、測(cè)試，都是必須掌握的。

A、?jps(Java Virtual Machine Process Status Tool) ? ? ?

? ? jps主要用來(lái)輸出JVM中運(yùn)行的進(jìn)程狀態(tài)信息。語(yǔ)法格式如下：

jps?[options]?[hostid]

? ? 如果不指定hostid就默認(rèn)為當(dāng)前主機(jī)或服務(wù)器。

? ? 命令行參數(shù)選項(xiàng)說(shuō)明如下：

-q?不輸出類名、Jar名和傳入main方法的參數(shù)-m?輸出傳入main方法的參數(shù)-l?輸出main類或Jar的全限名-v?輸出傳入JVM的參數(shù)

? ?比如下面：

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

B、?jstack

? ? jstack主要用來(lái)查看某個(gè)Java進(jìn)程內(nèi)的線程堆棧信息。語(yǔ)法格式如下：

jstack?[option]?pid jstack?[option]?executable?core jstack?[option]?[server-id@]remote-hostname-or-ip

? ? 命令行參數(shù)選項(xiàng)說(shuō)明如下：

-l?long?listings，會(huì)打印出額外的鎖信息，在發(fā)生死鎖時(shí)可以用jstack?-l?pid來(lái)觀察鎖持有情況-m?mixed?mode，不僅會(huì)輸出Java堆棧信息，還會(huì)輸出C/C++堆棧信息（比如Native方法）

? ? jstack可以定位到線程堆棧，根據(jù)堆棧信息我們可以定位到具體代碼，所以它在JVM性能調(diào)優(yōu)中使用得非常多。下面我們來(lái)一個(gè)實(shí)例找出某個(gè)Java進(jìn)程中最耗費(fèi)CPU的Java線程并定位堆棧信息，用到的命令有ps、top、printf、jstack、grep。

? ? 第一步先找出Java進(jìn)程ID，我部署在服務(wù)器上的Java應(yīng)用名稱為mrf-center：

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

? ? 得到進(jìn)程ID為21711，第二步找出該進(jìn)程內(nèi)最耗費(fèi)CPU的線程，可以使用ps -Lfp pid或者ps -mp pid -o THREAD, tid, time或者top -Hp pid，我這里用第三個(gè)，輸出如下：

? ? TIME列就是各個(gè)Java線程耗費(fèi)的CPU時(shí)間，CPU時(shí)間最長(zhǎng)的是線程ID為21742的線程，用

printf?"%x\n"?21742

? ? 得到21742的十六進(jìn)制值為54ee，下面會(huì)用到。? ?

? ? OK，下一步終于輪到j(luò)stack上場(chǎng)了，它用來(lái)輸出進(jìn)程21711的堆棧信息，然后根據(jù)線程ID的十六進(jìn)制值grep，如下：

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

? ? 可以看到CPU消耗在PollIntervalRetrySchedulerThread這個(gè)類的Object.wait()，我找了下我的代碼，定位到下面的代碼：

//?Idle?wait getLog().info("Thread?["?+?getName()?+?"]?is?idle?waiting..."); schedulerThreadState?=?PollTaskSchedulerThreadState.IdleWaiting; long?now?=?System.currentTimeMillis(); long?waitTime?=?now?+?getIdleWaitTime(); long?timeUntilContinue?=?waitTime?-?now; synchronized(sigLock)?{ try?{if(!halted.get())?{sigLock.wait(timeUntilContinue);}}? catch?(InterruptedException?ignore)?{} }

? ? 它是輪詢?nèi)蝿?wù)的空閑等待代碼，上面的sigLock.wait(timeUntilContinue)就對(duì)應(yīng)了前面的Object.wait()。

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

? ? jmap用來(lái)查看堆內(nèi)存使用狀況，一般結(jié)合jhat使用。

? ? jmap語(yǔ)法格式如下：

jmap?[option]?pid jmap?[option]?executable?core jmap?[option]?[server-id@]remote-hostname-or-ip

? ? 如果運(yùn)行在64位JVM上，可能需要指定-J-d64命令選項(xiàng)參數(shù)。

jmap?-permstat?pid

? ? 打印進(jìn)程的類加載器和類加載器加載的持久代對(duì)象信息，輸出：類加載器名稱、對(duì)象是否存活（不可靠）、對(duì)象地址、父類加載器、已加載的類大小等信息，如下圖：

? ?使用jmap -heap pid查看進(jìn)程堆內(nèi)存使用情況，包括使用的GC算法、堆配置參數(shù)和各代中堆內(nèi)存使用情況。比如下面的例子：

root@ubuntu:/#?jmap?-heap?21711 Attaching?to?process?ID?21711,?please?wait... Debugger?attached?successfully. Server?compiler?detected. JVM?version?is?20.10-b01using?thread-local?object?allocation. Parallel?GC?with?4?thread(s)Heap?Configuration: MinHeapFreeRatio?=?40??? MaxHeapFreeRatio?=?70??? MaxHeapSize??????=?2067791872?(1972.0MB) NewSize??????????=?1310720?(1.25MB) MaxNewSize???????=?17592186044415?MB OldSize??????????=?5439488?(5.1875MB) NewRatio?????????=?2??? SurvivorRatio????=?8??? PermSize?????????=?21757952?(20.75MB) MaxPermSize??????=?85983232?(82.0MB)Heap?Usage: PS?Young?Generation Eden?Space:capacity?=?6422528?(6.125MB)used?????=?5445552?(5.1932830810546875MB)free?????=?976976?(0.9317169189453125MB)84.78829520089286%?used From?Space:capacity?=?131072?(0.125MB)used?????=?98304?(0.09375MB)free?????=?32768?(0.03125MB)75.0%?used To?Space:capacity?=?131072?(0.125MB)used?????=?0?(0.0MB)free?????=?131072?(0.125MB)0.0%?used PS?Old?Generationcapacity?=?35258368?(33.625MB)used?????=?4119544?(3.9287033081054688MB)free?????=?31138824?(29.69629669189453MB)11.683876009235595%?used PS?Perm?Generationcapacity?=?52428800?(50.0MB)used?????=?26075168?(24.867218017578125MB)free?????=?26353632?(25.132781982421875MB)49.73443603515625%?used....

? ? 使用jmap -histo[:live] pid查看堆內(nèi)存中的對(duì)象數(shù)目、大小統(tǒng)計(jì)直方圖，如果帶上live則只統(tǒng)計(jì)活對(duì)象，如下：

root@ubuntu:/#?jmap?-histo:live?21711?|?more? num?????#instances?????????#bytes??class?name----------------------------------------------1:?????????38445????????5597736??<constMethodKlass>2:?????????38445????????5237288??<methodKlass>3:??????????3500????????3749504??<constantPoolKlass>4:?????????60858????????3242600??<symbolKlass>5:??????????3500????????2715264??<instanceKlassKlass>6:??????????2796????????2131424??<constantPoolCacheKlass>7:??????????5543????????1317400??[I8:?????????13714????????1010768??[C9:??????????4752????????1003344??[B10:??????????1225?????????639656??<methodDataKlass>11:?????????14194?????????454208??java.lang.String12:??????????3809?????????396136??java.lang.Class13:??????????4979?????????311952??[S14:??????????5598?????????287064??[[I15:??????????3028?????????266464??java.lang.reflect.Method16:???????????280?????????163520??<objArrayKlassKlass>17:??????????4355?????????139360??java.util.HashMap$Entry18:??????????1869?????????138568??[Ljava.util.HashMap$Entry;19:??????????2443??????????97720??java.util.LinkedHashMap$Entry20:??????????2072??????????82880??java.lang.ref.SoftReference21:??????????1807??????????71528??[Ljava.lang.Object;22:??????????2206??????????70592??java.lang.ref.WeakReference23:???????????934??????????52304??java.util.LinkedHashMap24:???????????871??????????48776??java.beans.MethodDescriptor25:??????????1442??????????46144??java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$HashEntry26:???????????804??????????38592??java.util.HashMap27:???????????948??????????37920??java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Segment28:??????????1621??????????35696??[Ljava.lang.Class;29:??????????1313??????????34880??[Ljava.lang.String;30:??????????1396??????????33504??java.util.LinkedList$Entry31:???????????462??????????33264??java.lang.reflect.Field32:??????????1024??????????32768??java.util.Hashtable$Entry33:???????????948??????????31440??[Ljava.util.concurrent.ConcurrentHashMap$HashEntry;

? ? class name是對(duì)象類型，說(shuō)明如下：

B??byte C??char D??double F??float I??int J??long Z??boolean [??數(shù)組，如[I表示int[] [L+類名?其他對(duì)象

? ? 還有一個(gè)很常用的情況是：用jmap把進(jìn)程內(nèi)存使用情況dump到文件中，再用jhat分析查看。jmap進(jìn)行dump命令格式如下：

jmap?-dump:format=b,file=dumpFileName pid

? ? 我一樣地對(duì)上面進(jìn)程ID為21711進(jìn)行Dump：

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

? ?dump出來(lái)的文件可以用MAT、VisualVM等工具查看，這里用jhat查看：

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

? ? ?注意如果Dump文件太大，可能需要加上-J-Xmx512m這種參數(shù)指定最大堆內(nèi)存，即jhat -J-Xmx512m -port 9998 /tmp/dump.dat。然后就可以在瀏覽器中輸入主機(jī)地址:9998查看了：

? ? 上面紅線框出來(lái)的部分大家可以自己去摸索下，最后一項(xiàng)支持OQL（對(duì)象查詢語(yǔ)言）。

D、jstat（JVM統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)工具）

? ? 語(yǔ)法格式如下：

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

? ? vmid是Java虛擬機(jī)ID，在Linux/Unix系統(tǒng)上一般就是進(jìn)程ID。interval是采樣時(shí)間間隔。count是采樣數(shù)目。比如下面輸出的是GC信息，采樣時(shí)間間隔為250ms，采樣數(shù)為4：

root@ubuntu:/#?jstat?-gc?21711?250?4? S0C????S1C????S0U????S1U??????EC???????EU????????OC?????????OU???????PC?????PU????YGC?????YGCT????FGC????FGCT?????GCT??? 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????0.649 192.0??192.0???64.0???0.0????6144.0???1972.2???32000.0?????4111.6???55296.0?25472.7????702????0.431???3??????0.218????0.649 192.0??192.0???64.0???0.0????6144.0???1972.2???32000.0?????4111.6???55296.0?25472.7????702????0.431???3??????0.218????0.649 192.0??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義，先看JVM堆內(nèi)存布局：

? ? 可以看出：

堆內(nèi)存?=?年輕代?+?年老代?+?永久代 年輕代?=?Eden區(qū)?+?兩個(gè)Survivor區(qū)（From和To）

? ? 現(xiàn)在來(lái)解釋各列含義：

S0C、S1C、S0U、S1U：Survivor 0/1區(qū)容量（Capacity）和使用量（Used） EC、EU：Eden區(qū)容量和使用量 OC、OU：年老代容量和使用量 PC、PU：永久代容量和使用量 YGC、YGT：年輕代GC次數(shù)和GC耗時(shí) FGC、FGCT：Full GC次數(shù)和Full GC耗時(shí) GCT：GC總耗時(shí)

E、hprof（Heap/CPU Profiling Tool）

? ? hprof能夠展現(xiàn)CPU使用率，統(tǒng)計(jì)堆內(nèi)存使用情況。

? ? 語(yǔ)法格式如下：

java?-agentlib:hprof[=options]?ToBeProfiledClass java?-Xrunprof[:options]?ToBeProfiledClass javac?-J-agentlib:hprof[=options]?ToBeProfiledClass

? ? 完整的命令選項(xiàng)如下：

Option?Name?and?Value??Description????????????????????Default ---------------------??-----------????????????????????------- heap=dump|sites|all????heap?profiling?????????????????all cpu=samples|times|old??CPU?usage??????????????????????off monitor=y|n????????????monitor?contention?????????????n format=a|b?????????????text(txt)?or?binary?output?????a file=<file>????????????write?data?to?file?????????????java.hprof[.txt] net=<host>:<port>??????send?data?over?a?socket????????off depth=<size>???????????stack?trace?depth??????????????4 interval=<ms>??????????sample?interval?in?ms??????????10 cutoff=<value>?????????output?cutoff?point????????????0.0001 lineno=y|n?????????????line?number?in?traces??????????y thread=y|n?????????????thread?in?traces???????????????n doe=y|n????????????????dump?on?exit???????????????????y msa=y|n????????????????Solaris?micro?state?accounting?n force=y|n??????????????force?output?to?<file>?????????y verbose=y|n????????????print?messages?about?dumps?????y

? ? 來(lái)幾個(gè)官方指南上的實(shí)例。

? ? CPU Usage Sampling Profiling(cpu=samples)的例子：

java?-agentlib:hprof=cpu=samples,interval=20,depth=3?Hello

? ? 上面每隔20毫秒采樣CPU消耗信息，堆棧深度為3，生成的profile文件名稱是java.hprof.txt，在當(dāng)前目錄。?

? ? CPU Usage Times Profiling(cpu=times)的例子，它相對(duì)于CPU Usage Sampling Profile能夠獲得更加細(xì)粒度的CPU消耗信息，能夠細(xì)到每個(gè)方法調(diào)用的開始和結(jié)束，它的實(shí)現(xiàn)使用了字節(jié)碼注入技術(shù)（BCI）：

javac?-J-agentlib:hprof=cpu=times?Hello.java

? ? Heap Allocation Profiling(heap=sites)的例子：

javac?-J-agentlib:hprof=heap=sites?Hello.java

? ? Heap Dump(heap=dump)的例子，它比上面的Heap Allocation Profiling能生成更詳細(xì)的Heap Dump信息：

javac?-J-agentlib:hprof=heap=dump?Hello.java

? ??雖然在JVM啟動(dòng)參數(shù)中加入-Xrunprof:heap=sites參數(shù)可以生成CPU/Heap Profile文件，但對(duì)JVM性能影響非常大，不建議在線上服務(wù)器環(huán)境使用。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的JVM性能调优监控工具使用详解的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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