JDK命令行工具与可视化工具

作者: JAVA进阶之道 | 来源:发表于2020-06-23 17:08 被阅读0次

jdk/bin目录中提供了很多jdk工具，在查看JVM运行状态以及排查问题时需要结合Linux命令并结合这些工具进行使用，在此记录常用命令行工具以及可视化工具的使用。

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命令行工具

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jps：虚拟机进程状态工具

jps：主要用它定位Java进程的PID，示例代码如下

/**
jps
-q：显示进程ID
-m：显示进程ID，主类名称，以及传入main方法的参数
-1：显示进程ID，主类全名
-v：显示进程ID，王类名称，以及传入JWM的参数
-V：显示进程ID，主类名称(默认)
*/
public class DEMO01 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println("jps");
//阻塞
System.in.read();
}
}
复制代码</pre>

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jstat：虚拟机信息监控工具

jstat：Linux环境上，运行期定位JVM性能问题的首选工具，常用来查看内存变化趋势，GC情况、类加载情况等

使用格式： jstat [option vmid [interval [s|ms] [count]] ]

option 代表我们所要查询的虚拟机细信息。主要包括：类装载，垃圾回收，运行期编译情况
vmid 若是运行在本地的虚拟机进程那就是程序运行的pid，若是远程虚拟机，格式应该是 [protocol：][//]lvmid[@hostname[：port]/servername]
interval 查询间隔
count 查询次数

忽略interval和count参数，那么命令只会执行一次比如 jstat -gc 2101 500 5 表示每500ms查询一次2101进程的垃圾回收情况，一共执行5次

示例一：

public class DEMO02 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println("jstat");
System.in.read();
}
}
复制代码

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S0C，S1C是指Survivor0区1区的容量；S0U,S1U是指这两幸存区的使用量；C代表Capacity，U代表Used，上面<typo id="typo-1076" data-origin="反应" ignoretag="true">反应</typo>的是各个区的初始容量以及使用情况，GC的次数和时间。

示例二：

import java.io.IOException;

public class DEMO03 {
//启动参数设置：-Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -xx:+UseserialGC -XX: +PrintGcDetails -verbose:gc
public static void main(String[] args) throws IOException {
final int _1MB = 1024 * 1024;
byte[] b1 = new byte[_1MB];
System.out.println("1...");
System.in.read();

    byte[] b2 = new byte[2*_1MB];
    System.out.println("2...");
    System.in.read();

    byte[] b3 = new byte[2*_1MB];
    System.out.println("3...");
    System.in.read();

}

}

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指定DEMO03运行时JVM参数，设置堆区为20M，新生代10M，使用Serial垃圾收集器

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可以看到在三次打印中，Eden区发生的变化，发生了一次YoungGC,GC时间是0.015S

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jstack：查看Java线程堆栈信息

使用格式： jstack [option] vmid

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示例一：一段死循环ava程序，模拟linux环境下疯狂占用cpu资源

improt java.util.Random;
public class demo {

public static void main(String[] args) {
    while(true){
        System.out.println(new Random().nextInt(77778888));
    }
}

}
复制代码</pre>

查看系统状况：用top命令去查各个进程CPU、内存的资源消耗情况，找出最耗资源的进程pid，如图所示，最耗资源的是java进程,pid是2818【需要在后台运行很长时间才会有反应.....】

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定位到问题线程：定位到具体的问题线程 ps -mp pid -o THREAD,tid,time 如图所示在java进程中2819的线程最耗资源

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查看问题线程的堆栈信息：先将线程id转换为16进制(英文小写格式) printf "%x\n" 问题线程的id转为16进制英文小写

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在使用jstack查看线程的堆栈信息 jstack pid |grep tid -A60

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由此便可以查看到是demo.java中的第六行出了问题【此处只是小demo去模拟程序死循环，CPU线上预警出现的可能性很多，常见的还有内存泄露、死锁、频繁GC...需要结合linux命令和java命令和实际情况进行逐步排查】

jinfo：查看/设置虚拟机的参数

jinfo可以查看JVM的参数，并允许在程序运行期间修改JVM的参数，这样JVM就不用重启了。

使用格式： jinfo [option] pid ，可以通过-flag[+|-] name 添加和删除一些参数，或者-flag name =value修改一些参数，但是很多参数是不允许修改的

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public class DEMO04 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println("jinfo");
System.in.read();
}
}
复制代码</pre>

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jmap：生成dump文件

jmap用于生成一份堆存储快照(dump)，把Java堆区的使用情况快照一份导出来供我们排查问题。

使用格式： jmap [option] vmid

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示例：

public class DEMO05 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println("jmap");
System.in.read();
}
}
复制代码</pre>

显示堆区的详细信息 jmap -heap pid

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生成堆快照存储文件，format=b生成的是二进制文件， jmap -dump:live,format=b,file=D:\jmap.bin pid

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jhat：虚拟机存储快照分析工具

使用jmap将堆区的快照文件导出后，可以使用jhat进行分析，不过jhat现在使用较少。

使用格式： jhat [-stack ] [-refs ] [-port ] [-baseline ] [-debug ] [-version] [-h|-help]

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示例：

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可视化工具

jconcle

作用：查看Java应用程序运行时情况，监视垃圾收集器的内存变化趋势，以及监视程序内的线程。

示例一：JConsole演示内存变化

public class DEMO07 {
public static void main(String[] args) throws IOException, InterruptedException {
Thread.sleep(5000);
System.out.println("start....");
test();

    System.in.read();
}

public static void test() throws InterruptedException {
    final int _128K = 128 * 1024;
    List<byte[]> list = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        //耗时操作，令监视器的曲线变化更加明显
        Thread.sleep(100);
        list.add(new byte[_128K]);
    }
}

}
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在控制台输入jconsole即可启动JConsole客户端

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JConsole客户端包括概览、内存、线程、类、VM概要、MBean这大块。

概览：主要运行数据的概览，包括堆内存，线程，类，CPU使用情况四项信息的变化趋势图

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内存：JDK为1.8，使用的垃圾收集器为ParallerScavenge+Parallel Old，可以监视堆内存以及其中各个区域(Eden区，Survivor区，老年代)的变化趋势，还可以监视非堆(元空间)的内存变化趋势，相当于命令行中的jstat

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线程：可以查看当前程序有哪些线程在运行，单机可以查看线程的堆栈信息，相当于命令行工具的jstack，其左下角还有检测死锁的按钮。

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类：如图所示，显示了系统以及装载的类数量。在详细信息栏中，还显示了已卸载的类数量。

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VM概要：VM摘要：在VM摘要页面，JConsole显示了当前应用程序的运行环境。包括虚拟机类型、版本、堆信息以及虚拟机参数等。相当于命令行工具中的jinfo命令

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示例二：JConcle示例死循环、阻塞等待、死锁现象

import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class DEMO08 {

public static void main(String[] args) throws IOException {
    System.in.read();
    System.out.println("开启死循环线程");
    whileTureThread();

    System.in.read();
    System.out.println("开启等待线程");
    waitThread();

    System.in.read();
    System.out.println("开启死锁线程");
    deadLock();

}

/**
 * 死循环线程
 */
private static void whileTureThread() {
    new Thread(() -> {
        while (true) {

        }
    }, "whileTrueThread").start();

}

/**
 * 等待线程
 */
private static void waitThread() {
    new Thread(() -> {
        synchronized (DEMO08.class) {
            try {
                DEMO08.class.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    },"waitThread").start();
}

/**
 * 模拟死锁现象
 */
private static void deadLock() {
    String A = "A";
    String B = "B";
    new Thread(() -> {
        synchronized (A) {
            try {
                //睡2秒
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            synchronized (B) {
                System.out.println("拿到B锁");
            }
        }
    }, "A").start();

    new Thread(() -> {
        synchronized (B) {
            try {
                //睡2秒
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            synchronized (A) {
                System.out.println("拿到A锁");
            }
        }
    }, "B").start();
}

}
复制代码</pre>

先在控制台回车开启死循环线程，观察cpu占用率情况，可见CPU占用一直居高不下