Java问题诊断和排查工具(查看JVM参数、内存使用情况及分析等)

 

JDK自带的工具

在JDK的bin目录下有很多命令行工具:

            

  我们可以看到各个工具的大小基本上都稳定在27kb左右,这个不是JDK开发团队刻意为之的,而是因为这些工具大多数是jdk\lib\tools.jar类库的一层薄包装而已,他们的主要功能代码是在tools类库中实现的。命令行工具的好处是:当应用程序部署到生产环境后,无论是直接接触物理服务器还是远程telnet到服务器上都会受到限制。而借助tools.jar类库里面的接口,我们可以直接在应用程序中实现功能强大的监控分析功能。

常用命令:

这里主要介绍如下几个工具:

1、jps:查看本机java进程信息

2、jstack:打印线程的信息,制作 线程dump文件

3、jmap:打印内存映射信息,制作 堆dump文件

4、jstat:性能监控工具

5、jhat:内存分析工具,用于解析堆dump文件并以适合人阅读的方式展示出来

6、jconsole:简易的JVM可视化工具

7、jvisualvm:功能更强大的JVM可视化工具

8、javap:查看字节码

 

JAVA Dump:

JAVA Dump就是虚拟机运行时的快照,将虚拟机运行时的状态和信息保存到文件中,包括:

线程dump:包含所有线程的运行状态,纯文本格式

堆dump:包含所有堆对象的状态,二进制格式

 

1、jps

显示当前所有java进程pid的命令,我们可以通过这个命令来查看到底启动了几个java进程(因为每一个java程序都会独占一个java虚拟机实例),不过jps有个缺点是只能显示当前用户的进程id,要显示其他用户的还只能用linux的ps命令。

执行jps命令,会列出所有正在运行的java进程,其中jps命令也是一个java程序。前面的数字就是进程的id,这个id的作用非常大,后面会有相关介绍。

jps -help:

jps -l 输出应用程序main.class的完整package名或者应用程序jar文件完整路径名

jps -v 输出传递给JVM的参数

jps失效

我们在定位问题过程会遇到这样一种情况,用jps查看不到进程id,用ps -ef | grep java却能看到启动的java进程。

要解释这种现象,先来了解下jps的实现机制:

java程序启动后,会在目录/tmp/hsperfdata_{userName}/下生成几个文件,文件名就是java进程的pid,因此jps列出进程id就是把这个目录下的文件名列一下而已,至于系统参数,则是读取文件中的内容。

我们来思考下:如果由于磁盘满了,无法创建这些文件,或者用户对这些文件没有读的权限。又或者因为某种原因这些文件或者目录被清除,出现以上这些情况,就会导致jps命令失效。

如果jps命令失效,而我们又要获取pid,还可以使用以下两种方法:

1、top | grep java

2、ps -ef |grep java

 

2、jstack

主要用于生成指定进程当前时刻的线程快照,线程快照是当前java虚拟机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用于定位线程出现长时间停顿的原因,如线程间死锁、死循环、请求外部资源导致长时间等待。

 

3、jmap

主要用于打印指定java进程的共享对象内存映射或堆内存细节。

堆Dump是反映堆使用情况的内存镜像,其中主要包括系统信息、虚拟机属性、完整的线程Dump、所有类和对象的状态等。一般在内存不足,GC异常等情况下,我们会去怀疑内存泄漏,这个时候就会去打印堆Dump。

jmap的用法摘要:

1、jmap pid

打印的信息分别为:共享对象的起始地址、映射大小、共享对象路径的全程。

2、jmap -heap pid:查看堆使用情况

 

3、jmap -histo pid:查看堆中对象数量和大小

打印的信息分别是:序列号、对象的数量、这些对象的内存占用大小、这些对象所属的类的全限定名

如果是内部类,类名的开头会加上*,如果加上live子参数的话,如jmap -histo:live pid,这个命名会触发一次FUll GC,只统计存活对象

 

4、jmap -dump:format=b,file=heapdump pid:将内存使用的详细情况输出到文件

     然后使用jhat命令查看该文件:jhat -port 4000 文件名 ,在浏览器中访问http:localhost:4000/

总结:

该命令适用的场景是程序内存不足或者GC频繁,这时候很可能是内存泄漏。通过用以上命令查看堆使用情况、大量对象被持续引用等情况。

4、jstat

主要是对java应用程序的资源和性能进行实时的命令行监控,包括了对heap size和垃圾回收状况的监控。

 jstat -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval> [<count>]]

option:我们经常使用的选项有gc、gcutil

vmid:java进程id

interval:间隔时间,单位为毫秒

count:打印次数

1、jstat -gc PID 5000 20

S0C:年轻代第一个survivor的容量(字节)

S1C:年轻代第二个survivor的容量(字节)

S0U:年轻代第一个survivor已使用的容量(字节)

S1U:年轻代第二个survivor已使用的容量(字节)

EC:年轻代中Eden的空间(字节)

EU:年代代中Eden已使用的空间(字节)

OC:老年代的容量(字节)

OU:老年代中已使用的空间(字节)

PC:永久代的容量

PU:永久代已使用的容量

YGC:从应用程序启动到采样时年轻代中GC的次数

YGCT:从应用程序启动到采样时年轻代中GC所使用的时间(单位:S)

FGC:从应用程序启动到采样时老年代中GC(FULL GC)的次数

FGCT:从应用程序启动到采样时老年代中GC所使用的时间(单位:S)

2、jstat -gcutil PID 5000 20

s0:年轻代中第一个survivor已使用的占当前容量百分比

s1:年轻代中第二个survivor已使用的占当前容量百分比

E:年轻代中Eden已使用的占当前容量百分比

O:老年代中已使用的占当前容量百分比

P:永久代中已使用的占当前容量百分比

5、jhat

主要用来解析java堆dump并启动一个web服务器,然后就可以在浏览器中查看堆的dump文件了。

生成dump文件的方法前面已经介绍了,这边主要介绍如何解析java堆转储文件,并启动一个web server

jhat heapdump

这个命令将heapdump文件转换成html格式,并且启动一个http服务,默认端口为7000。

如果端口冲突,可以使用以下命令指定端口:jhat -port 4000 heapdump

下面我们来访问下:ip:port

6、jinfo

jinfo可以用来查看正在运行的java运用程序的扩展参数,甚至支持在运行时动态地更改部分参数。

基本使用语法如下: jinfo -< option > < pid > ,其中option可以为以下信息:

-flag< name >: 打印指定java虚拟机的参数值

-flag [+|-]< name >:设置或取消指定java虚拟机参数的布尔值

-flag < name >=< value >:设置指定java虚拟机的参数的值

使用示例

下面的命令显示了新生代对象晋升到老年代对象的最大年龄。在运行程序运行时并没有指定这个参数,但是通过jinfo,可以查看这个参数的当前的值。

下面的命令显示是否打印gc详细信息:

下面的命令在运用程序运行时动态打开打印详细gc信息开关:

注意事项:jinfo虽然可以在java程序运行时动态地修改虚拟机参数,但并不是所有的参数都支持动态修改。

 

7、jcmd

在JDK 1.7之后,新增了一个命令行工具jcmd。它是一个多功能工具,可以用来导出堆,查看java进程,导出线程信息,执行GC等。jcmd拥有jmap的大部分功能,Oracle官方建议使用jcmd代替jmap

使用 jcmd -l 命令列出当前运行的所有虚拟机,示例:

针对每一个虚拟机,可以使用help命令列出该虚拟机支持的所有命令,示例:

子命令含义:

  • VM.native_memory
  • VM.commercial_features
  • GC.rotate_log
  • ManagementAgent.stop
  • ManagementAgent.start_local
  • ManagementAgent.start
  • Thread.print,                         打印线程栈信息
  • GC.class_histogram,              查看系统中类统计信息
  • GC.heap_dump,                    导出堆信息,与jmap -dump功能一样
  • GC.run_finalization,               触发finalize()
  • GC.run,                                触发gc()
  • VM.uptime,                           VM启动时间
  • VM.flags,                              获取JVM启动参数
  • VM.system_properties,          获取系统Properties
  • VM.command_line,                 启动时命令行指定的参数
  • VM.version
  • help
示例:

 

8、可视化监控工具(JConsole、JVisualVM)

集上面之大成,并提供了可视化的界面;还可以监控远程Java服务;支持监控JMX。

JVisualVM比JConsole更强大:支持对CPU、内存运行进行采样、配置。推荐用JVisualVM。

JConsole监控页面示例:

 

 

JVisualVM监控页面示例:

 

参考资料

http://www.cnblogs.com/dongguacai/p/5910134.html

http://qifuguang.me/categories/%E5%B7%A5%E5%85%B7%E4%BD%BF%E7%94%A8/

 

其他工具 

JOL(即Java Object Layout):OpenJDK提供的库,用于查看Java对象的内存布局,这个很有用,可以借助它来跟踪锁升级等过程。只需要引入Maven即可使用,示例:

//引入依赖
        <dependency>
            <groupId>org.openjdk.jol</groupId>
            <artifactId>jol-core</artifactId>
            <version>0.16</version>
        </dependency>

//代码

class TTTT {
    public static void main(String[] args) {
        System.err.println(ClassLayout.parseInstance(new Person()).toPrintable());
        System.err.println(ClassLayout.parseClass(Person.class).toPrintable());
    }
}

class Person {
    private int age = 1;
    private String name = "zhangsan";
}

//代码执行结果
com.marchon.learning.Person object internals:
OFF  SZ               TYPE DESCRIPTION               VALUE
  0   8                    (object header: mark)     0x0000005e4c804101 (hash: 0x5e4c8041; age: 0)
  8   4                    (object header: class)    0xf8010dd9
 12   4                int Person.age                1
 16   4   java.lang.String Person.name               (object)
 20   4                    (object alignment gap)    
Instance size: 24 bytes
Space losses: 0 bytes internal + 4 bytes external = 4 bytes total
View Code

openJDK源码:查看 JDK native 方法的实现

strace:跟踪程序运行过程发起的系统调用

https://fastthread.io:线程栈分析的网站

 

详情参阅文章 看见Java-公众号低并发编程

 

线上问题排查思路(八股)

硬盘使用情况:du 命令

内存使用且情况:free 命令

CPU使用情况:top 命令

网络使用情况:netstat 命令

Java程序问题分析:jmap 分析堆内存、jstack 分析线程栈等,见前文。

详情可参阅:线上问题排查总结查

 

posted @ 2017-04-21 20:31  March On  阅读(101426)  评论(10编辑  收藏  举报
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