JVM性能监控与故障处理工具

 

一、JVM参数

1、参数分类

  • 1.标准参数 

功能和输出的参数都是很稳定的 在未来的JVM版本中不会改变 可以使用java -help检索出所有的标准参数

  • 2.X参数 

非标准化参数 在未来的版本可能会改变 所有的参数都用-X开始 可以使用java -X检索 但是注意没有-Xcomp

  • 3.XX参数 

非标准 很长一段时间不会列出来 用于JVM开发的debug和调优

2、SunJDK监控和故障处理工具

jps jvm process status tool,显示指定系统内所有的hotspot虚拟机进程 jstat jvm statistics monitoring tool,用于收集hotspot虚拟机各方面的运行数据 jinfo configuration info for java,显示虚拟机配置信息 jmap memory map for java,生成虚拟机的内存转储快照(heapdump文件) jhat jvm heap dump browser,用于分析heapmap文件,它会建立一个http/html服务器让用户可以在浏览器上查看分析结果 jstack stack trace for java ,显示虚拟机的线程快照

jps

JVM Process Status Tool,显示指定系统内所有的HotSpot虚拟机进程。

命令格式

1 jps [options] [hostid] 2

option参数

  • -l : 输出主类全名或jar路径

  • -q : 只输出LVMID

  • -m : 输出JVM启动时传递给main()的参数

  • -v : 输出JVM启动时显示指定的JVM参数

其中[option]、[hostid]参数也可以不写。

示例

1 $ jps -l -m 2 28920 org.apache.catalina.startup.Bootstrap start 3 11589 org.apache.catalina.startup.Bootstrap start 4 25816 sun.tools.jps.Jps -l -m 5

jstat

jstat(JVM statistics Monitoring)是用于监视虚拟机运行时状态信息的命令,它可以显示出虚拟机进程中的类装载、内存、垃圾收集、JIT编译等运行数据。

命令格式

1 jstat [option] LVMID [interval] [count] 2

参数

  • [option] : 操作参数

  • LVMID : 本地虚拟机进程ID

  • [interval] : 连续输出的时间间隔

  • [count] : 连续输出的次数

option 参数总览

class class loader的行为统计。Statistics on the behavior of the class loader. compiler HotSpt JIT编译器行为统计。Statistics of the behavior of the HotSpot Just-in-Time compiler. gc 垃圾回收堆的行为统计。Statistics of the behavior of the garbage collected heap. gccapacity 各个垃圾回收代容量(young,old,perm)和他们相应的空间统计。Statistics of the capacities of the generations and their corresponding spaces. gcutil 垃圾回收统计概述。Summary of garbage collection statistics. gccause 垃圾收集统计概述(同-gcutil),附加最近两次垃圾回收事件的原因。Summary of garbage collection statistics (same as -gcutil), with the cause of the last and gcnew 新生代行为统计。Statistics of the behavior of the new generation. gcnewcapacity 新生代与其相应的内存空间的统计。Statistics of the sizes of the new generations and its corresponding spaces. gcold 年老代和永生代行为统计。Statistics of the behavior of the old and permanent generations. gcoldcapacity 年老代行为统计。Statistics of the sizes of the old generation. gcpermcapacity 永生代行为统计。Statistics of the sizes of the permanent generation. printcompilation HotSpot编译方法统计。HotSpot compilation method statistics.

option 参数详解

-class

监视类装载、卸载数量、总空间以及耗费的时间

1 $ jstat -class 11589 2 Loaded Bytes Unloaded Bytes     Time   3 7035 14506.3     0     0.0       3.67 4
  • Loaded : 加载class的数量

  • Bytes : class字节大小

  • Unloaded : 未加载class的数量

  • Bytes : 未加载class的字节大小

  • Time : 加载时间

-compiler

输出JIT编译过的方法数量耗时等

1 $ jstat -compiler 1262 2 Compiled Failed Invalid   Time   FailedType FailedMethod 3   2573     1       0   47.60         1 org/apache/catalina/loader/WebappClassLoader findResourceInternal   4
  • Compiled : 编译数量

  • Failed : 编译失败数量

  • Invalid : 无效数量

  • Time : 编译耗时

  • FailedType : 失败类型

  • FailedMethod : 失败方法的全限定名

-gc

垃圾回收堆的行为统计,常用命令

1 $ jstat -gc 1262 2 S0C   S1C     S0U     S1U   EC       EU       OC         OU       PC       PU         YGC   YGCT   FGC   FGCT     GCT   3 26112.0 24064.0 6562.5 0.0   564224.0 76274.5   434176.0   388518.3 524288.0 42724.7   320   6.417   1     0.398   6.815 4

C即Capacity 总容量,U即Used 已使用的容量

  • S0C : survivor0区的总容量

  • S1C : survivor1区的总容量

  • S0U : survivor0区已使用的容量

  • S1U : survivor1区已使用的容量

  • EC : Eden区的总容量

  • EU : Eden区已使用的容量

  • OC : Old区的总容量

  • OU : Old区已使用的容量PC 当前perm的容量 (KB) PU perm的使用 (KB)

  • YGC : 新生代垃圾回收次数

  • YGCT : 新生代垃圾回收时间

  • FGC : 老年代垃圾回收次数

  • FGCT : 老年代垃圾回收时间

  • GCT : 垃圾回收总消耗时间

1 $ jstat -gc 1262 2000 20 2

这个命令意思就是每隔2000ms输出1262的gc情况,一共输出20次

-gccapacity

同-gc,不过还会输出Java堆各区域使用到的最大、最小空间

1 $ jstat -gccapacity 1262 2 NGCMN   NGCMX     NGC   S0C   S1C       EC         OGCMN     OGCMX     OGC       OC       PGCMN   PGCMX     PGC     PC         YGC   FGC 3 614400.0 614400.0 614400.0 26112.0 24064.0 564224.0   434176.0   434176.0   434176.0   434176.0 524288.0 1048576.0 524288.0 524288.0   320     1   4
  • NGCMN : 新生代占用的最小空间

  • NGCMX : 新生代占用的最大空间

  • OGCMN : 老年代占用的最小空间

  • OGCMX : 老年代占用的最大空间

  • OGC:当前年老代的容量 (KB)

  • OC:当前年老代的空间 (KB)

  • PGCMN : perm占用的最小空间

  • PGCMX : perm占用的最大空间

-gcutil

同-gc,不过输出的是已使用空间占总空间的百分比

1 $ jstat -gcutil 28920 2 S0     S1     E     O     P     YGC     YGCT   FGC   FGCT     GCT   3 12.45   0.00 33.85   0.00   4.44 4       0.242     0   0.000   0.242 4

-gccause

垃圾收集统计概述(同-gcutil),附加最近两次垃圾回收事件的原因

1 $ jstat -gccause 28920 2 S0     S1     E     O     P       YGC     YGCT   FGC   FGCT     GCT   LGCC                 GCC                 3 12.45   0.00 33.85   0.00   4.44     4   0.242     0   0.000   0.242   Allocation Failure   No GC   4
  • LGCC:最近垃圾回收的原因

  • GCC:当前垃圾回收的原因

-gcnew

统计新生代的行为

1 $ jstat -gcnew 28920 2 S0C     S1C     S0U       S1U TT MTT DSS     EC       EU         YGC     YGCT   3 419392.0 419392.0 52231.8   0.0 6   6   209696.0 3355520.0 1172246.0 4       0.242 4
  • TT:Tenuring threshold(提升阈值)

  • MTT:最大的tenuring threshold

  • DSS:survivor区域大小 (KB)

-gcnewcapacity

新生代与其相应的内存空间的统计

1 $ jstat -gcnewcapacity 28920 2 NGCMN     NGCMX       NGC     S0CMX     S0C     S1CMX     S1C       ECMX       EC       YGC   FGC 3 4194304.0 4194304.0 4194304.0 419392.0 419392.0 419392.0 419392.0 3355520.0 3355520.0     4     0 4
  • NGC:当前年轻代的容量 (KB)

  • S0CMX:最大的S0空间 (KB)

  • S0C:当前S0空间 (KB)

  • ECMX:最大eden空间 (KB)

  • EC:当前eden空间 (KB)

-gcold

统计旧生代的行为

1 $ jstat -gcold 28920 2   PC       PU       OC           OU       YGC   FGC   FGCT     GCT   3 1048576.0 46561.7   6291456.0     0.0     4     0     0.000   0.242 4

-gcoldcapacity

统计旧生代的大小和空间

1 $ jstat -gcoldcapacity 28920 2   OGCMN       OGCMX       OGC         OC         YGC   FGC   FGCT     GCT   3 6291456.0   6291456.0   6291456.0   6291456.0     4     0   0.000   0.242 4

-gcpermcapacity

永生代行为统计

1 $ jstat -gcpermcapacity 28920 2   PGCMN     PGCMX       PGC         PC     YGC   FGC   FGCT     GCT   3 1048576.0 2097152.0 1048576.0 1048576.0     4     0   0.000   0.242 4

-printcompilation

hotspot编译方法统计

1 $ jstat -printcompilation 28920 2   Compiled Size Type Method 3   1291     78     1   java/util/ArrayList indexOf 4
  • Compiled:被执行的编译任务的数量

  • Size:方法字节码的字节数

  • Type:编译类型

  • Method:编译方法的类名和方法名。类名使用”/” 代替 “.” 作为空间分隔符. 方法名是给出类的方法名. 格式是一致于HotSpot - XX:+PrintComplation 选项

jmap

jmap(JVM Memory Map)命令用于生成heap dump文件,如果不使用这个命令,还阔以使用-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError参数来让虚拟机出现OOM的时候·自动生成dump文件。 jmap不仅能生成dump文件,还阔以查询finalize执行队列、Java堆和永久代的详细信息,如当前使用率、当前使用的是哪种收集器等。

命令格式

1 jmap [option] LVMID 2

option参数

  • dump : 生成堆转储快照

  • finalizerinfo : 显示在F-Queue队列等待Finalizer线程执行finalizer方法的对象

  • heap : 显示Java堆详细信息

  • histo : 显示堆中对象的统计信息

  • permstat : to print permanent generation statistics

  • F : 当-dump没有响应时,强制生成dump快照

示例

-dump

常用格式

1 -dump::live,format=b,file=<filename> pid 2

dump堆到文件,format指定输出格式,live指明是活着的对象,file指定文件名

1 $ jmap -dump:live,format=b,file=dump.hprof 28920 2 Dumping heap to /home/xxx/dump.hprof ... 3 Heap dump file created 4

dump.hprof这个后缀是为了后续可以直接用MAT(Memory Anlysis Tool)打开。

-finalizerinfo

打印等待回收对象的信息

1 $ jmap -finalizerinfo 28920 2 Attaching to process ID 28920, please wait... 3 Debugger attached successfully. 4 Server compiler detected. 5 JVM version is 24.71-b01 6 Number of objects pending for finalization: 0 7

可以看到当前F-QUEUE队列中并没有等待Finalizer线程执行finalizer方法的对象。

-heap

打印heap的概要信息,GC使用的算法,heap的配置及wise heap的使用情况,可以用此来判断内存目前的使用情况以及垃圾回收情况

1 $ jmap -heap 28920 2 Attaching to process ID 28920, please wait... 3 Debugger attached successfully. 4 Server compiler detected. 5 JVM version is 24.71-b01   67 using thread-local object allocation. 8 Parallel GC with 4 thread(s)//GC 方式   910 Heap Configuration: //堆内存初始化配置 11     MinHeapFreeRatio = 0 //对应jvm启动参数-XX:MinHeapFreeRatio设置JVM堆最小空闲比率(default 40) 12     MaxHeapFreeRatio = 100 //对应jvm启动参数 -XX:MaxHeapFreeRatio设置JVM堆最大空闲比率(default 70) 13     MaxHeapSize     = 2082471936 (1986.0MB) //对应jvm启动参数-XX:MaxHeapSize=设置JVM堆的最大大小 14     NewSize         = 1310720 (1.25MB)//对应jvm启动参数-XX:NewSize=设置JVM堆的‘新生代’的默认大小 15     MaxNewSize       = 17592186044415 MB//对应jvm启动参数-XX:MaxNewSize=设置JVM堆的‘新生代’的最大大小 16     OldSize         = 5439488 (5.1875MB)//对应jvm启动参数-XX:OldSize=<value>:设置JVM堆的‘老生代’的大小 17     NewRatio         = 2 //对应jvm启动参数-XX:NewRatio=:‘新生代’和‘老生代’的大小比率 18     SurvivorRatio   = 8 //对应jvm启动参数-XX:SurvivorRatio=设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值 19     PermSize         = 21757952 (20.75MB) //对应jvm启动参数-XX:PermSize=<value>:设置JVM堆的‘永生代’的初始大小 20     MaxPermSize     = 85983232 (82.0MB)//对应jvm启动参数-XX:MaxPermSize=<value>:设置JVM堆的‘永生代’的最大大小 21     G1HeapRegionSize = 0 (0.0MB)   2223 Heap Usage://堆内存使用情况 24 PS Young Generation 25 Eden Space://Eden区内存分布 26     capacity = 33030144 (31.5MB)//Eden区总容量 27     used     = 1524040 (1.4534378051757812MB) //Eden区已使用 28     free     = 31506104 (30.04656219482422MB) //Eden区剩余容量 29     4.614088270399305% used //Eden区使用比率 30 From Space: //其中一个Survivor区的内存分布 31     capacity = 5242880 (5.0MB) 32     used     = 0 (0.0MB) 33     free     = 5242880 (5.0MB) 34     0.0% used 35 To Space: //另一个Survivor区的内存分布 36     capacity = 5242880 (5.0MB) 37     used     = 0 (0.0MB) 38     free     = 5242880 (5.0MB) 39     0.0% used 40 PS Old Generation //当前的Old区内存分布 41     capacity = 86507520 (82.5MB) 42     used     = 0 (0.0MB) 43     free     = 86507520 (82.5MB) 44     0.0% used 45 PS Perm Generation//当前的 “永生代” 内存分布 46     capacity = 22020096 (21.0MB) 47     used     = 2496528 (2.3808746337890625MB) 48     free     = 19523568 (18.619125366210938MB) 49     11.337498256138392% used   5051 670 interned Strings occupying 43720 bytes. 52

可以很清楚的看到Java堆中各个区域目前的情况。

-histo

打印堆的对象统计,包括对象数、内存大小等等 (因为在dump:live前会进行full gc,如果带上live则只统计活对象,因此不加live的堆大小要大于加live堆的大小 )

1 $ jmap -histo:live 28920 | more 2 num     #instances         #bytes class name 3 ---------------------------------------------- 4   1:         83613       12012248 <constMethodKlass> 5   2:         23868       11450280 [B 6   3:         83613       10716064 <methodKlass> 7   4:         76287       10412128 [C 8   5:         8227       9021176 <constantPoolKlass> 9   6:         8227       5830256 <instanceKlassKlass> 10   7:         7031       5156480 <constantPoolCacheKlass> 11   8:         73627       1767048 java.lang.String 12   9:         2260       1348848 <methodDataKlass> 13 10:         8856         849296 java.lang.Class 14 .... 15

仅仅打印了前10行

xml class name是对象类型,说明如下:

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 其他对象 10

-permstat

打印Java堆内存的永久保存区域的类加载器的智能统计信息。对于每个类加载器而言,它的名称、活跃度、地址、父类加载器、它所加载的类的数量和大小都会被打印。此外,包含的字符串数量和大小也会被打印。

1 $ jmap -permstat 28920 2 Attaching to process ID 28920, please wait... 3 Debugger attached successfully. 4 Server compiler detected. 5 JVM version is 24.71-b01 6 finding class loader instances ..done. 7 computing per loader stat ..done. 8 please wait.. computing liveness.liveness analysis may be inaccurate ... 9   10 class_loader           classes bytes   parent_loader           alive? type   11 <bootstrap>             3111   18154296         null         live   <internal> 12 0x0000000600905cf8     1       1888   0x0000000600087f08     dead   sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x00000007800500a0 13 0x00000006008fcb48     1       1888   0x0000000600087f08     dead   sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x00000007800500a0 14 0x00000006016db798     0       0       0x00000006008d3fc0     dead   java/util/ResourceBundle$RBClassLoader@0x0000000780626ec0 15 0x00000006008d6810     1       3056     null         dead   sun/reflect/DelegatingClassLoader@0x00000007800500a0 16

-F

强制模式。如果指定的pid没有响应,请使用jmap -dump或jmap -histo选项。此模式下,不支持live子选项。

jhat

jhat(JVM Heap Analysis Tool)命令是与jmap搭配使用,用来分析jmap生成的dump,jhat内置了一个微型的HTTP/HTML服务器,生成dump的分析结果后,可以在浏览器中查看。在此要注意,一般不会直接在服务器上进行分析,因为jhat是一个耗时并且耗费硬件资源的过程,一般把服务器生成的dump文件复制到本地或其他机器上进行分析。

命令格式

1 jhat [dumpfile] 2

参数

  • -stack false|true 关闭对象分配调用栈跟踪(tracking object allocation call stack)。 如果分配位置信息在堆转储中不可用. 则必须将此标志设置为 false. 默认值为 true.>

  • -refs false|true 关闭对象引用跟踪(tracking of references to objects)。 默认值为 true. 默认情况下, 返回的指针是指向其他特定对象的对象,如反向链接或输入引用(referrers or incoming references), 会统计/计算堆中的所有对象。>

  • -port port-number 设置 jhat HTTP server 的端口号. 默认值 7000.>

  • -exclude exclude-file 指定对象查询时需要排除的数据成员列表文件(a file that lists data members that should be excluded from the reachable objects query)。 例如, 如果文件列列出了 java.lang.String.value , 那么当从某个特定对象 Object o 计算可达的对象列表时, 引用路径涉及 java.lang.String.value 的都会被排除。>

  • -baseline exclude-file 指定一个基准堆转储(baseline heap dump)。 在两个 heap dumps 中有相同 object ID 的对象会被标记为不是新的(marked as not being new). 其他对象被标记为新的(new). 在比较两个不同的堆转储时很有用.>

  • -debug int 设置 debug 级别. 0 表示不输出调试信息。 值越大则表示输出更详细的 debug 信息.>

  • -version 启动后只显示版本信息就退出>

  • -J< flag > 因为 jhat 命令实际上会启动一个JVM来执行, 通过 -J 可以在启动JVM时传入一些启动参数. 例如, -J-Xmx512m 则指定运行 jhat 的Java虚拟机使用的最大堆内存为 512 MB. 如果需要使用多个JVM启动参数,则传入多个 -Jxxxxxx.

示例

1 $ jhat -J-Xmx512m dump.hprof 2 eading from dump.hprof... 3 Dump file created Fri Mar 11 17:13:42 CST 2016 4 Snapshot read, resolving... 5 Resolving 271678 objects... 6 Chasing references, expect 54 dots...................................................... 7 Eliminating duplicate references...................................................... 8 Snapshot resolved. 9 Started HTTP server on port 7000 10 Server is ready. 11

中间的-J-Xmx512m是在dump快照很大的情况下分配512M内存去启动HTTP服务器,运行完之后就可在浏览器打开Http://localhost:7000进行快照分析 堆快照分析主要在最后面的Heap Histogram里,里面根据class列出了dump的时候所有存活对象。

分析同样一个dump快照,MAT需要的额外内存比jhat要小的多的多,所以建议使用MAT来进行分析,当然也看个人偏好。

分析

打开浏览器Http://localhost:7000,该页面提供了几个查询功能可供使用:

1 All classes including platform 2 Show all members of the rootset 3 Show instance counts for all classes (including platform) 4 Show instance counts for all classes (excluding platform) 5 Show heap histogram 6 Show finalizer summary 7 Execute Object Query Language (OQL) query 8

一般查看堆异常情况主要看这个两个部分: Show instance counts for all classes (excluding platform),平台外的所有对象信息。如下图:Show heap histogram 以树状图形式展示堆情况。如下图:具体排查时需要结合代码,观察是否大量应该被回收的对象在一直被引用或者是否有占用内存特别大的对象无法被回收。一般情况,会down到客户端用工具来分析

jstack

jstack用于生成java虚拟机当前时刻的线程快照。线程快照是当前java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,如线程间死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间等待等。 线程出现停顿的时候通过jstack来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什么事情,或者等待什么资源。 如果java程序崩溃生成core文件,jstack工具可以用来获得core文件的java stack和native stack的信息,从而可以轻松地知道java程序是如何崩溃和在程序何处发生问题。另外,jstack工具还可以附属到正在运行的java程序中,看到当时运行的java程序的java stack和native stack的信息, 如果现在运行的java程序呈现hung的状态,jstack是非常有用的。

命令格式

1 jstack [option] LVMID 2

option参数

  • -F : 当正常输出请求不被响应时,强制输出线程堆栈

  • -l : 除堆栈外,显示关于锁的附加信息

  • -m : 如果调用到本地方法的话,可以显示C/C++的堆栈

示例

1 $ jstack -l 11494|more 2 2016-07-28 13:40:04 3 Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (24.71-b01 mixed mode): 45 "Attach Listener" daemon prio=10 tid=0x00007febb0002000 nid=0x6b6f waiting on condition [0x0000000000000000] 6   java.lang.Thread.State: RUNNABLE 78   Locked ownable synchronizers: 9        - None 1011 "http-bio-8005-exec-2" daemon prio=10 tid=0x00007feb94028000 nid=0x7b8c waiting on condition [0x00007fea8f56e000] 12   java.lang.Thread.State: WAITING (parking) 13        at sun.misc.Unsafe.park(Native Method) 14        - parking to wait for  <0x00000000cae09b80> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject) 15        at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:186) 16        at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await(AbstractQueuedSynchronizer.java:2043) 17        at java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue.take(LinkedBlockingQueue.java:442) 18        at org.apache.tomcat.util.threads.TaskQueue.take(TaskQueue.java:104) 19        at org.apache.tomcat.util.threads.TaskQueue.take(TaskQueue.java:32) 20        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:1068) 21        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1130) 22        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:615) 23        at org.apache.tomcat.util.threads.TaskThread$WrappingRunnable.run(TaskThread.java:61) 24        at java.lang.Thread.run(Thread.java:745) 2526   Locked ownable synchronizers: 27        - None 28     ..... 29

分析

这里有一篇文章解释的很好 分析打印出的文件内容

jinfo

jinfo(JVM Configuration info)这个命令作用是实时查看和调整虚拟机运行参数。 之前的jps -v口令只能查看到显示指定的参数,如果想要查看未被显示指定的参数的值就要使用jinfo口令

命令格式

1 jinfo [option] [args] LVMID 2

option参数

  • -flag : 输出指定args参数的值

  • -flags : 不需要args参数,输出所有JVM参数的值

  • -sysprops : 输出系统属性,等同于System.getProperties()

示例

1 $ jinfo -flag 11494 2 -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80 3 4

三、JDK的可视化工具

jconsole

Jconsole(Java Monitoring and Management Console)是从java5开始,在JDK中自带的java监控和管理控制台,用于对JVM中内存,线程和类等的监控,是一个基于JMX(java management extensions)的GUI性能监测工具。jconsole使用jvm的扩展机制获取并展示虚拟机中运行的应用程序的性能和资源消耗等信息。

直接在jdk/bin目录下点击jconsole.exe即可启动,界面如下:

在弹出的框中可以选择本机的监控本机的java应用,也可以选择远程的java服务来监控,如果监控远程服务需要在tomcat启动脚本中添加如下代码:

1 -Dcom.sun.management.jmxremote.port=6969   2 -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false   3 -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false 4

连接进去之后,就可以看到jconsole概览图和主要的功能:概述、内存、线程、类、VM、MBeans

  • 概述,以图表的方式显示出堆内存使用量,活动线程数,已加载的类,CUP占用率的折线图,可以非常清晰的观察在程序执行过程中的变动情况。

  • 内存,主要展示了内存的使用情况,同时可以查看堆和非堆内存的变化值对比,也可以点击执行GC来处罚GC的执行

  • 线程,主界面展示线程数的活动数和峰值,同时点击左下方线程可以查看线程的详细信息,比如线程的状态是什么,堆栈内容等,同时也可以点击“检测死锁”来检查线程之间是否有死锁的情况。

  • 类,主要展示已加载类的相关信息。

  • VM 概要,展示JVM所有信息总览,包括基本信息、线程相关、堆相关、操作系统、VM参数等。

  • Mbean,查看Mbean的属性,方法等。

VisualVM

简介

VisualVM 是一个工具,它提供了一个可视界面,用于查看 Java 虚拟机 (Java Virtual Machine, JVM) 上运行的基于 Java 技术的应用程序(Java 应用程序)的详细信息。VisualVM 对 Java Development Kit (JDK) 工具所检索的 JVM 软件相关数据进行组织,并通过一种使您可以快速查看有关多个 Java 应用程序的数据的方式提供该信息。您可以查看本地应用程序以及远程主机上运行的应用程序的相关数据。此外,还可以捕获有关 JVM 软件实例的数据,并将该数据保存到本地系统,以供后期查看或与其他用户共享。

VisualVM 是javajdk自带的最牛逼的调优工具了吧,也是我平时使用最多调优工具,几乎涉及了jvm调优的方方面面。同样是在jdk/bin目录下面双击jvisualvm.exe既可使用,启动起来后和jconsole 一样同样可以选择本地和远程,如果需要监控远程同样需要配置相关参数,主界面如下;

VisualVM可以根据需要安装不同的插件,每个插件的关注点都不同,有的主要监控GC,有的主要监控内存,有的监控线程等。

如何安装:

1、从主菜单中选择“工具”>“插件”。2、在“可用插件”标签中,选中该插件的“安装”复选框。单击“安装”。3、逐步完成插件安装程序。

我这里以 Eclipse(pid 22296)为例,双击后直接展开,主界面展示了系统和jvm两大块内容,点击右下方jvm参数和系统属性可以参考详细的参数信息.

因为VisualVM的插件太多,我这里主要介绍三个我主要使用几个:监控、线程、Visual GC

监控的主页其实也就是,cpu、内存、类、线程的图表

线程和jconsole功能没有太大的区别

Visual GC 是常常使用的一个功能,可以明显的看到年轻代、老年代的内存变化,以及gc频率、gc的时间等。

以上的功能其实jconsole几乎也有,VisualVM更全面更直观一些,另外VisualVM非常多的其它功能,可以分析dump的内存快照,dump出来的线程快照并且进行分析等,还有其它很多的插件大家可以去探索

 

四、其他工具

MAT

MAT是什么?

MAT(Memory Analyzer Tool),一个基于Eclipse的内存分析工具,是一个快速、功能丰富的Java heap分析工具,它可以帮助我们查找内存泄漏和减少内存消耗。使用内存分析工具从众多的对象中进行分析,快速的计算出在内存中对象的占用大小,看看是谁阻止了垃圾收集器的回收工作,并可以通过报表直观的查看到可能造成这种结果的对象。

通常内存泄露分析被认为是一件很有难度的工作,一般由团队中的资深人士进行。不过要介绍的 MAT(Eclipse Memory Analyzer)被认为是一个“傻瓜式“的堆转储文件分析工具,你只需要轻轻点击一下鼠标就可以生成一个专业的分析报告。和其他内存泄露分析工具相比,MAT 的使用非常容易,基本可以实现一键到位,即使是新手也能够很快上手使用。

MAT以eclipse 插件的形式来安装,具体的安装过程就不在描述了,可以利用visualvm或者是 jmap命令生产堆文件,导入eclipse mat中生成分析报告:

生产这会报表的同时也会在dump文件的同级目录下生成三份(dump_Top_Consumers.zip、dump_Leak_Suspects.zip、dump_Top_Components.zip)分析结果的html文件,方便发送给相关同事来查看。

需要关注的是下面的Actions、Reports、Step by Step区域:

  • Histogram:列出内存中的对象,对象的个数以及大小,支持正则表达式查找,也可以计算出该类所有对象的retained size

  • Dominator Tree:列出最大的对象以及其依赖存活的Object (大小是以Retained Heap为标准排序的)

  • Top Consumers : 通过图形列出最大的object

  • duplicate classes :检测由多个类装载器加载的类

  • Leak Suspects :内存泄漏分析

  • Top Components: 列出大于总堆数的百分之1的报表。

  • Component Report:分析对象属于同一个包或者被同一个类加载器加载

以上只是一个初级的介绍,mat还有更强大的使用,比如对比堆内存,在生产环境中往往为了定位问题,每隔几分钟dump出一下内存快照,随后在对比不同时间的堆内存的变化来发现问题。

Btrace

BTrace 中的B表示bytecode,它是在字节码层面上对代码进行trace ,通过在运行中的java类中注入trace代码, 并对运行中的目标程序进行热交换(hotswap)来达到对代码的跟踪 。

有两种运行脚本方式

  • 在JVisualVM中添加Btrace插件,添加classpath

  • 使用命令行btrace <pid> <trace_script>

使用详解

btrace需要引入三个jar,就是下载的btrace程序中,build目录下的三个

 

引入jar包

1 <!--btrace --> 23         <dependency> 45             <groupId>com.sun.btrace</groupId> 67             <artifactId>btrace-boot</artifactId> 89             <version>1.3.11</version> 1011             <type>jar</type> 1213             <scope>system</scope> 1415             <systemPath>D:\btrace-bin-1.3.11\build\btrace-boot.jar</systemPath> 1617         </dependency> 1819 <dependency> 2021             <groupId>com.sun.btrace</groupId> 2223             <artifactId>btrace-agent</artifactId> 2425             <version>1.3.11</version> 2627             <type>jar</type> 2829             <scope>system</scope> 3031             <systemPath>D:\btrace-bin-1.3.11\build\btrace-agent.jar</systemPath> 3233         </dependency> 3435         <dependency> 3637             <groupId>com.sun.btrace</groupId> 3839             <artifactId>btrace-client</artifactId> 4041             <version>1.3.11</version> 4243             <type>jar</type> 4445             <scope>system</scope> 4647             <systemPath>D:\btrace-bin-1.3.11\build\btrace-client.jar</systemPath> 4849         </dependency> 50

将要被拦截的代码

1import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; 23 import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam; 45 import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; 678 @RestController 910 @RequestMapping("ch4") 1112 public class Ch4Controller { 1314     @RequestMapping("/arg1") 1516     public String arg1(@RequestParam("name")String name){ 1718         return "hello," + name; 1920     } 2122 } 23

 

btrace脚本(脚本和代码没有必要关联性,脚本可以随便写在哪里,没有必要写在方法的一个项目里面)

1package com.monitor_tuning.chapter4; 23 import com.sun.btrace.AnyType; 45 import com.sun.btrace.BTraceUtils; 67 import com.sun.btrace.annotations.*; 89 @BTrace 1011 public class PrintArgSimple { 1213     @OnMethod( 1415             clazz = "com.monitor_tuning.chapter4.Ch4Controller", 1617             method = "arg1", 1819             location = @Location(Kind.ENTRY) 2021     ) 2223     public static void anyRead(@ProbeClassName String pcn, @ProbeMethodName String pmn, AnyType[] args){ 2425         BTraceUtils.printArray(args); 2627         BTraceUtils.println(pcn + "," + pmn); 2829         BTraceUtils.println(); 3031     } 3233 } 34

 

@OnMethod表示我们要拦截哪个类的哪个方法,在什么时候进行拦截

Kind.ENTRY表示在入口的时候拦截(也就是一进入方法的时候)

@param pcn 拦截方法类的类名

@param pmn 拦截方法的方法名

@param args 参数

  • 进入到btrace脚本的目录下

  • 查看进程id

  • 运行脚本文件

 

  • Java VisualVM打开btrace

 

 

注意事项

1.默认只能本地运行

2.生产环境下可以使用,但是被修改的字节码不会被还原(即使btrace退出)

因此,脚本中不要有太耗系统资源的东西,否则会影响服务器。

 

参考资料:

第三章:基于BTrace的监控调试 https://www.jianshu.com/p/487246898507

《Java生产环境下性能监控与调优》课程的参考文档链接 https://www.imooc.com/article/details/id/40665

课程《Java生产环境下性能监控与调优》

JVM 参数使用总结 https://blog.csdn.net/Thousa_Ho/article/details/77278656

《深入理解Java虚拟机:JVM高级特性与最佳实践》第二版

jvm-纯洁的微笑博客 http://www.ityouknow.com/jvm.html

 

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