《深入理解 Java 虚拟机》读书笔记：虚拟机性能监控与故障处理工具

正文

一、JDK 的命令行工具

JDK 的 bin 目录下提供了一些用于监视虚拟机和故障处理的命令行工具。

1、jps：虚拟机进程状况工具

jps 作用：
列出正在运行的虚拟机进程，并显示虚拟机进程执行主类（main() 函数所在的类）名称以及进程的本地虚拟机唯一 ID（Local Virtual Machine Identifier，LVMID）。对于本地虚拟机进程，LVMID 与操作系统进程 ID（PID）一致。

jps 命令格式：

jps [options] [hostid]

• options：选项，可多个。
• hostid：jps 可以通过 RMI 协议查询开启了 RMI 服务的远程虚拟机进程状态，hostid 为 RMI 注册表中注册的主机名。

jps 执行样例：

root@█████████:~# jps -l
16657 halo-latest.jar
20498 org.apache.catalina.startup.Bootstrap
16669 sun.tools.jps.Jps

jps 选项：

PS: 也不知道是不是我的打开方式不对，在 Win7、Win10 下用 JDK1.6、1.7、1.8 测试时，输出的是 Jar 文件名，而不是 Jar 路径。

2、jstat：虚拟机统计信息监视工具

jstat 作用：
用于监视虚拟机各种运行状态信息。可以显示本地或远程虚拟机进程中的类装载、内存、垃圾收集、JIT 编译等运行数据。

jstat 命令格式：

jstat <option> <vmid> [interval[s|ms] [count]]

• option：选项，代表用户希望查询的虚拟机信息，主要分为 3 类：类装载、垃圾收集、运行期编译状况。
• vmid：虚拟机唯一 ID（VMID），如果是本地虚拟机进程，那么 VMID 与 LVMID 一致，如果是远程虚拟机进程，那么 VMID 的格式为：[protocol:][//]lvmid[@hostname][:port]/servername。
• interval：查询间隔。
• count：查询次数。同时省略 interval 和 count 时，表示只查询一次。

jstat 执行样例：

root@█████████:~# jstat -gcutil 20498
 S0     S1     E      O      M     CCS    YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   
 14.14   0.00  91.33  96.52  96.90  93.32   1210    7.328     6    0.536    7.864

jstat 选项：

3、jinfo：Java 配置信息工具

jinfo 作用：
实时地查看和调整虚拟机各项参数。

jinfo 命令格式：

jinfo [option] <pid>

• option：选项。
• pid：虚拟机进程 ID。

jinfo 执行样例：

root@█████████:~# jinfo -flag MaxHeapSize 20498
-XX:MaxHeapSize=260046848

jinfo 选项：

4、jmap：Java 内存映像工具

jmap 作用：
主要用于生成堆转储快照（一般称为 heapdump 或 dump 文件）。除此之外，还可以查询 finalize 执行队列、Java 堆和永久代的详细信息。

jmap 命令格式：

jmap [option] <vmid>

• option：选项。
• vmid：虚拟机进程唯一 ID。

jmap 执行样例：

root@█████████:~# jmap -dump:format=b,file=test.bin 20498
Dumping heap to /root/test.bin ...
Heap dump file created

jmap 选项：

5、jhat：虚拟机堆转储快照分析工具

jhat 作用：
用于分析 jmap 生成的堆转储快照。jhat 内置了一个微型的 HTTP/HTML 服务器，生成 dump 文件分析结果后，可在浏览器中查看。

jhat 命令格式：

jhat [option] <file>

• option：选项。
• file：堆转储快照文件。

jhat 执行样例：

root@█████████:~# jhat test.bin 
Reading from test.bin...
Dump file created Tue Dec 17 21:49:26 CST 2019
Snapshot read, resolving...
Resolving 979375 objects...
Chasing references, expect 195 dots...................................................................................................................................................................................................
Eliminating duplicate references...................................................................................................................................................................................................
Snapshot resolved.
Started HTTP server on port 7000
Server is ready.

在浏览器中输入 http://IP 地址:7000 即可查看分析结果。

6、jstack：Java 堆栈跟踪工具

jstack 作用：
用于生成虚拟机当前时刻的线程快照（一般称为 threaddump 或 javacore 文件）。线程快照是当前虚拟机内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定位线程出现长时间停顿的原因。当线程出现停顿时，通过 jstack 查看各个线程的调用堆栈，就可以知道没有响应的线程到底在后台做些什么事情，或者等待着什么资源。

jstack 命令格式：

jstack [option] <vmid>

• option：选项。
• vmid：虚拟机进程唯一 ID。

jstack 执行样例（部分结果）：

root@█████████:~# jstack -l 20498
2019-12-17 22:08:31
Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.141-b15 mixed mode):

"Attach Listener" #7966 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00007f0a54037800 nid=0xf15 waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

   Locked ownable synchronizers:
	- None 
 ...

jstack 选项：

二、JDK 的可视化工具

JDK 提供了两个功能强大的可视化工具：JConsole 和 VisualVM。

1、JConsole：Java 监视与管理控制台

（1）启动 JConsole

通过 JDK/bin 目录下的“jconsole.exe”启动 JConsole 后，将自动搜索出本机运行的所有虚拟机进程，不需要用户自己使用 jps 查询。双击选择其中一个进程即可开始监控，也可使用“远程进程”功能来连接远程服务器，对虚拟机进行监控。

“概述”页签显示的是整个虚拟机主要运行数据的概览。

（2）内存监控

“内存”页签相当于可视化的 jstat 命令，用于监视受收集器管理的虚拟机内存的变化趋势。

（3）线程监控

“线程”页签相当于可视化的 jstack 命令，遇到线程停顿时可使用该页签进行监控分析。

2、VisualVM：多合一故障处理工具

VisualVM 除了默认提供的监视、线程等功能外，还可以安装扩展插件来集成更多功能。

（1）启动 VisualVM

通过 JDK/bin 目录下的“jvisualvm.exe”启动 VisualVM 后，选择一个需要监视的程序即可进入主界面。

“概述”页签用于显示虚拟机进程以及进程的配置、环境信息（jps、jinfo）。

（2）运行监视

“监视”页签和“线程”页签，用于监视应用程序的 CPU、内存、类以及线程的信息（jstat、jstack）。

（3）生成、浏览堆转储快照

在 VisualVM 中生成 dump 文件有两种方式：

• 右键单击应用程序节点，选择“堆 Dump”。
  
• 在“监视”页签中单击“堆 Dump”。
  

生成 dump 文件后，将在应用程序下增加一个以 [heapdump] 开头的子节点，并且在主页签中打开该转储快照。如果需要保存 dump 文件，要在 heapdump 节点上右键选择“另存为”。否则当 VisualVM 关闭时，生成的 dump 文件也会被删除掉。

（4）分析程序性能

“Profiler”页签中，VisualVM 提供了程序运行期间方法级的 CPU 执行时间分析以及内存分析。