文章目錄

• 概述
• 基礎(chǔ)工具
• • jps
  • jstat
  • jinfo
  • jmap
  • jhat
  • jstack
• 高級工具
• • VisualVM
  • • VisualVM 的主要功能
  • Arthas
  • GC Easy

概述

在使用 Java 語言進(jìn)行開發(fā)的過程中，我們很可能會遇到各種程序問題。
比如，可能會遇見程序突然就靜止不動了，但是程序進(jìn)程依然顯示在后臺進(jìn)行；也可能會遇見程序莫名其妙地卡頓，甚至崩潰。當(dāng)問題比較直觀時，例如程序日志中明確地告訴你出現(xiàn)了一個 NPE 異常，出現(xiàn)在哪一行，那排查問題就會順暢很多。
但是很多時候出現(xiàn)的問題可能沒有那么直觀，所以我們需要學(xué)習(xí)使用一些工具來排查問題，或者進(jìn)行性能監(jiān)控。

基礎(chǔ)工具

基礎(chǔ)工具，這里主要介紹由 JDK 自帶的幾個用于查看或追蹤 Java 應(yīng)用運行情況的命令行工具。

jps

jps，即 Java Process Status。從名字就可以看出，這是個與 Java 進(jìn)程相關(guān)的的命令行工具。
這個命令用于列出正在運行的 Java 進(jìn)程，并顯示該進(jìn)程中虛擬機(jī)執(zhí)行的主類。例如：

可以看出，所有運行中的 Java 進(jìn)程都被打印出來了，打印出來的信息中有兩列，前一列是進(jìn)程的 id，后一項是虛擬機(jī)執(zhí)行的主類（運行 Main 方法的類）
jps 命令是一個非常常用，也是非常實用的命令，在后續(xù)介紹的工具中，基本都需要先使用 jps 命令獲取對應(yīng)程序的進(jìn)程 id 后才能使用

jstat

jstat，即 JVM Statistics Monitoring Tool，是一個用于監(jiān)控虛擬機(jī)各種運行信息的命令行工具。
它可以顯示當(dāng)前運行的 Java 進(jìn)程中的內(nèi)存使用情況、類加載數(shù)據(jù)、垃圾收集信息等實時運行數(shù)據(jù)，功能十分強(qiáng)大。
jstat 主要的參數(shù)有：

• -class：顯示當(dāng)前類加載相關(guān)信息
• -gc：顯示當(dāng)前虛擬機(jī)堆以及方法區(qū)的使用情況，以及垃圾收集相關(guān)的數(shù)據(jù)
  

比較常用的是 -gc 參數(shù)，格式為：jstat -gc 進(jìn)程 id。例如：

可以看出，指定的 Java 進(jìn)程的垃圾收集相關(guān)信息都被打印了出來，在排查內(nèi)存問題時比較常用

jinfo

jinfo，即 Configuration Info For Java，是一個用于查看和調(diào)整虛擬機(jī)各項參數(shù)的命令行工具。
它的功能主要分為以下幾個部分：

• 不指定參數(shù)時，查看所有參數(shù)的值
• -flag 參數(shù)查看指定參數(shù)的值
• -flags 參數(shù)查看未顯式指定的參數(shù)對應(yīng)的值（默認(rèn)值）
• 在 JDK 6 以后，可以使用 -flag 參數(shù)動態(tài)修改部分參數(shù)值

使用的格式為：jinfo [option] 進(jìn)程 id。例如：

可以看出，15848 這個進(jìn)程的最大堆內(nèi)存空間大小為 734003200 bit

jmap

jmap，即 Memory Map For Java，是一個用于生成堆轉(zhuǎn)儲快照（堆 dump 文件）的命令行工具。
通常情況下，當(dāng)我們需要查看堆內(nèi)各對象的存活情況時，就需要用到堆 dump 文件。堆 dump 文件即觸發(fā)堆轉(zhuǎn)儲那一刻的堆內(nèi)使用情況快照，內(nèi)部包含了各對象的存活情況及引用鏈等信息，對于問題定位有非常大的幫助。
獲取堆 dump 文件我們也可以設(shè)置當(dāng)出現(xiàn) OOM 異常時，讓虛擬機(jī)自動轉(zhuǎn)儲堆 dump 文件到指定目錄。如果想要在虛擬機(jī)正常運行時獲取堆 dump 文件，就需要用到 jmap 命令了。
jmap 命令除了獲取堆 dump 文件之外，還可以查詢 finalize 執(zhí)行隊列，當(dāng)前使用垃圾收集器種類等信息。
jmap 命令的主要參數(shù)為：

• -dump：生成堆 dump 文件
• -heap：顯示當(dāng)前使用的垃圾收集器種類等信息

在日常開發(fā)過程中，用的比較多的還是生成堆 dump 文件，格式為 jmap -dump:format=b,file=文件位置 進(jìn)程 id，例如：

可以看出，使用了 jmap -dump 后，在指定位置創(chuàng)建了堆 dump 文件

jhat

jhat，即 JVM Heap Analysis Tool，是一個用于分析堆 dump 文件的命令行工具。
當(dāng)我們使用 jmap 獲取了堆 dump 文件后，我們是不能直接打開查看文件的，因為里面是用特殊的文件格式來書寫的，所以我們需要借助工具才能看得懂里面的內(nèi)容。而 jhat 就是一個用于分析堆 dump 文件的工具。
用法也非常簡單，格式為 jhat dump 文件的路徑 即可，例如：

在使用了 jhat 命令后，它會創(chuàng)建一個 Web 服務(wù)，用于查看分析結(jié)果，例如圖中提示我們在 7000 端口上啟動了一個服務(wù)，我們打開 localhost:7000 查看的結(jié)果為：

可以看到，jhat 的分析結(jié)果在網(wǎng)頁中就展示出來了，頁面上的每個超鏈接都可以繼續(xù)點擊進(jìn)去查看進(jìn)一步的分析結(jié)果。
但是在實際應(yīng)用中，jhat 是比較少用的，因為首先 jhat 的分析結(jié)果過于粗糙，難以提取有用的信息；其次 JDK 為我們提供了其他更好用的圖形化界面用于分析并查看堆 dump 文件；最后，運行 jhat 命令比較占用系統(tǒng)資源，在堆文件比較大時可能會造成系統(tǒng)卡頓。

jstack

jstack，即 Stack Trace for Java，是一個用于生成虛擬機(jī)當(dāng)前時刻的線程快照（threaddump 文件）的命令行工具。
線程快照，就是正在運行的 Java 線程內(nèi)某一時刻每一個線程正在運行的方法的堆棧的集合。當(dāng)正在運行的程序中出現(xiàn)某個請求遲遲不響應(yīng)，或者說某個線程長時間停頓的情況時，可以使用 jstat 命令查看相關(guān)線程的當(dāng)前執(zhí)行堆棧情況來定位問題的原因。
常用的參數(shù)為：

• 不使用任何參數(shù)時，將會打印這個進(jìn)程內(nèi)的所有 Java 線程的堆棧運行情況
• -l 參數(shù)將會額外顯示關(guān)于鎖的相關(guān)信息
• -m 參數(shù)將會把本地方法的執(zhí)行堆棧也顯示出來

比較常用的是 -l 參數(shù)，用法為 jstack -l 進(jìn)程 id，例如：

可以看到，該命令把線程的堆棧信息都打印了出來，由于加了 -l 參數(shù)，還出現(xiàn)了鎖相關(guān)信息 Locked ownable synchronizers 的內(nèi)容

高級工具

高級工具，主要指的是多功能合一的，對于問題定位能力有極大提升的工具。這里主要介紹下面幾款：

• JDK 自帶的 VisualVM
• 阿里開源的 Arthas
• 在線 GC 診斷工具 GC Easy

VisualVM

VisualVM ，官方名稱為 All-in-One Java Troubleshooting Tool，是功能最強(qiáng)大的 Java 運行監(jiān)控和故障處理程序之一。
從名稱就可以看出，這肯定是一個多種功能合一的工具。事實也確實如此，它除了常規(guī)的運行監(jiān)控與故障處理外，還提供了性能分析，擴(kuò)展插件等功能。除此之外，jvisualvm 還有個非常大的優(yōu)點：對于被監(jiān)控的 Java 程序完全無侵入，不需要基于特殊的運行方式，或者定制化的 Agent 去運行。
VisualVM 的啟動方式也很簡單，只需要在命令行輸入 jvisualvm 即可啟動

VisualVM 的主要功能

VisualVM 的主要功能如下所示：

• 顯示當(dāng)前系統(tǒng)上運行的所有 Java 進(jìn)程與其環(huán)境信息（jps 和 jinfo 命令的功能）
• 監(jiān)控 Java 程序的垃圾收集相關(guān)信息，與堆、方法區(qū)的內(nèi)存使用信息（jstat 命令的功能）
• 監(jiān)控 Java 程序當(dāng)前所有線程的堆棧信息（jstack 命令的功能）
• 創(chuàng)建堆 dump 文件，以及分析堆 dump 文件（jmap、jhat 命令的功能）
• 多維度（方法，線程）進(jìn)行性能分析，可以找出各維度下耗時最長，性能最低下的數(shù)據(jù)條目
• 其他擴(kuò)展插件帶來的功能，例如 Visual GC 插件，可以將堆內(nèi)存的使用情況及 GC 過程通過可視化的界面展示出來

Arthas

Alibaba 開源的一個 JVM 監(jiān)控工具，非常好用，可以在 linux 環(huán)境下運行后查看無圖形化的圖標(biāo)界面

• 可以通過 jad 命令反編譯線上發(fā)布的代碼，查看是否發(fā)布成功了
• 可以通過 dashboard 命令，查看統(tǒng)計圖表命令
• 可以通過 thread 命令查看現(xiàn)在線程的所有狀態(tài)，-b 參數(shù)查看是否有死鎖的線程
• 可以通過 ognl 命令查看系統(tǒng)線上變量的值，或者執(zhí)行線上代碼!!

如果線上是集群部署的應(yīng)用，那么可以通過 zabbix 或者普羅米修斯等集群監(jiān)控工具先定位到是哪臺機(jī)器出了問題，然后再在這臺機(jī)器上執(zhí)行 arthas 相關(guān)命令。
官網(wǎng)地址為：Arthas

GC Easy

這是一款在線且收費的 GC 分析工具，可以通過上傳 GC 日志文件，或者堆 dump 文件來給出調(diào)優(yōu)意見，可以在完全不懂業(yè)務(wù)代碼的情況下，根據(jù)這個工具提供的意見，進(jìn)行 JVM 的參數(shù)調(diào)優(yōu)，可以稱作是傻瓜式的 JVM 調(diào)優(yōu)工具。
官網(wǎng)地址為：GC Easy

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java 故障处理与性能监控工具的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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