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JVM性能调优监控工具jps、jstack、jmap、jhat、

JVM性能调优监控工具jps、jstack、jmap、jhat、

作者: ZinChen | 来源:发表于2018-05-18 17:03 被阅读0次

    文章转自: https://my.oschina.net/feichexia/blog/196575

    A、 jps(Java Virtual Machine Process Status Tool)

        jps主要用来输出JVM中运行的进程状态信息。语法格式如下:

    jps [options] [hostid]

        如果不指定hostid就默认为当前主机或服务器。

        命令行参数选项说明如下:

    -q 不输出类名、Jar名和传入main方法的参数

    -m 输出传入main方法的参数

    -l 输出main类或Jar的全限名

    -v 输出传入JVM的参数

    B、 jstack

        jstack主要用来查看某个Java进程内的线程堆栈信息。语法格式如下:

    jstack [option] pid

    jstack [option] executable core

    jstack [option] [server-id@]remote-hostname-or-ip

    命令行参数选项说明如下:

    -l long listings,会打印出额外的锁信息,在发生死锁时可以用jstack -l pid来观察锁持有情况

    -m mixed mode,不仅会输出Java堆栈信息,还会输出C/C++堆栈信息(比如Native方法)

     jstack可以定位到线程堆栈,根据堆栈信息我们可以定位到具体代码,所以它在JVM性能调优中使用得非常多。下面我们来一个实例找出某个Java进程中最耗费CPU的Java线程并定位堆栈信息,用到的命令有ps、top、printf、jstack、grep。

        第一步先找出Java进程ID,我部署在服务器上的Java应用名称为mrf-center:

    root@ubuntu:/# ps -ef | grep mrf-center | grep -v grep

    root     21711     1  1 14:47 pts/3    00:02:10 java -jar mrf-center.jar

    得到进程ID为21711,第二步找出该进程内最耗费CPU的线程,可以使用ps -Lfp pid或者ps -mp pid -o THREAD, tid, time或者top -Hp pid,我这里用第三个,输出如下:

    TIME列就是各个Java线程耗费的CPU时间,CPU时间最长的是线程ID为21742的线程,用

    printf "%x\n" 21742

    得到21742的十六进制值为54ee,下面会用到。    

    OK,下一步终于轮到jstack上场了,它用来输出进程21711的堆栈信息,然后根据线程ID的十六进制值grep,如下:

    root@ubuntu:/# jstack 21711 | grep 54ee

    "PollIntervalRetrySchedulerThread" prio=10 tid=0x00007f950043e000 nid=0x54ee in Object.wait() [0x00007f94c6eda000]

     可以看到CPU消耗在PollIntervalRetrySchedulerThread这个类的Object.wait(),我找了下我的代码,定位到下面的代码:

    它是轮询任务的空闲等待代码,上面的sigLock.wait(timeUntilContinue)就对应了前面的Object.wait()。

    C、 jmap(Memory Map)和jhat(Java Heap Analysis Tool)

      jmap用来查看堆内存使用状况,一般结合jhat使用。

      jmap语法格式如下:

    jmap [option] pid

    jmap [option] executable core

    jmap [option] [server-id@]remote-hostname-or-ip

    如果运行在64位JVM上,可能需要指定-J-d64命令选项参数。

    jmap -permstat pid

     打印进程的类加载器和类加载器加载的持久代对象信息,输出:类加载器名称、对象是否存活(不可靠)、对象地址、父类加载器、已加载的类大小等信息,如下图:

    使用jmap -heap pid查看进程堆内存使用情况,包括使用的GC算法、堆配置参数和各代中堆内存使用情况。比如下面的例子:

     使用jmap -histo[:live] pid查看堆内存中的对象数目、大小统计直方图,如果带上live则只统计活对象,如下:

    class name是对象类型,说明如下:

    B  byte

    C  cha

    rD  double

    F  floatI  int

    J  long

    Z  boolean

    [  数组,如[I表示int[]

    [L+类名 其他对象

    还有一个很常用的情况是:用jmap把进程内存使用情况dump到文件中,再用jhat分析查看。jmap进行dump命令格式如下:

    jmap -dump:format=b,file=dumpFileName pid

    我一样地对上面进程ID为21711进行Dump:

    root@ubuntu:/# jmap -dump:format=b,file=/tmp/dump.dat 21711     

    Dumping heap to /tmp/dump.dat ...

    Heap dump file created

     dump出来的文件可以用MAT、VisualVM等工具查看,这里用jhat查看:

    注意如果Dump文件太大,可能需要加上-J-Xmx512m这种参数指定最大堆内存,即jhat -J-Xmx512m -port 9998 /tmp/dump.dat。然后就可以在浏览器中输入主机地址:9998查看了:

    上面红线框出来的部分大家可以自己去摸索下,最后一项支持OQL(对象查询语言)。

    D、jstat(JVM统计监测工具)

     语法格式如下:

    jstat [ generalOption | outputOptions vmid [interval[s|ms] [count]] ]

     vmid是Java虚拟机ID,在Linux/Unix系统上一般就是进程ID。interval是采样时间间隔。count是采样数目。比如下面输出的是GC信息,采样时间间隔为250ms,采样数为4:

    要明白上面各列的意义,先看JVM堆内存布局:

    可以看出:

    堆内存 = 年轻代 + 年老代 + 永久代

    年轻代 = Eden区 + 两个Survivor区(From和To)

    现在来解释各列含义:

    S0C、S1C、S0U、S1U:Survivor 0/1区容量(Capacity)和使用量(Used)

    EC、EU:Eden区容量和使用量

    OC、OU:年老代容量和使用量

    PC、PU:永久代容量和使用量

    YGC、YGT:年轻代GC次数和GC耗时

    FGC、FGCT:Full GC次数和Full GC耗时

    GCT:GC总耗时

    E、hprof(Heap/CPU Profiling Tool)

      hprof能够展现CPU使用率,统计堆内存使用情况。

      语法格式如下:

    java -agentlib:hprof[=options] ToBeProfiledClass

    java -Xrunprof[:options] ToBeProfiledClass

    javac -J-agentlib:hprof[=options] ToBeProfiledClass

    完整的命令选项如下:

    Option Name and Value  Description                    Default

    ---------------------  -----------                    -------

    heap=dump|sites|all    heap profiling                 all

    cpu=samples|times|old  CPU usage                      off

    monitor=y|n            monitor contention             n

    format=a|b             text(txt) or binary output     a

    file=            write data to file             java.hprof[.txt]

    net=:      send data over a socket        off

    depth=           stack trace depth              4

    interval=          sample interval in ms          10

    cutoff=         output cutoff point            0.0001

    lineno=y|n             line number in traces?         y

    thread=y|n             thread in traces?              n

    doe=y|n                dump on exit?                  y

    msa=y|n                Solaris micro state accounting n

    force=y|n              force output to          y

    verbose=y|n            print messages about dumps     y

    来几个官方指南上的实例。

    CPU Usage Sampling Profiling(cpu=samples)的例子:

    java -agentlib:hprof=cpu=samples,interval=20,depth=3 Hello

    上面每隔20毫秒采样CPU消耗信息,堆栈深度为3,生成的profile文件名称是java.hprof.txt,在当前目录。 

    CPU Usage Times Profiling(cpu=times)的例子,它相对于CPU Usage Sampling Profile能够获得更加细粒度的CPU消耗信息,能够细到每个方法调用的开始和结束,它的实现使用了字节码注入技术(BCI):

    javac -J-agentlib:hprof=cpu=times Hello.java

    Heap Allocation Profiling(heap=sites)的例子:

    javac -J-agentlib:hprof=heap=sites Hello.java

    Heap Dump(heap=dump)的例子,它比上面的Heap Allocation Profiling能生成更详细的Heap Dump信息:

    javac -J-agentlib:hprof=heap=dump Hello.java

     虽然在JVM启动参数中加入-Xrunprof:heap=sites参数可以生成CPU/Heap Profile文件,但对JVM性能影响非常大,不建议在线上服务器环境使用


    其他JVM性能调优参考资料:

    《Java虚拟机规范》

    《Java Performance》

    《Trouble Shooting Guide for JavaSE 6 with HotSpot VM》:http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/tsg-vm-149989.pdf

    《Effective Java》

    VisualVM:http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/visualvm/

    jConsole:http://docs.oracle.com/javase/1.5.0/docs/guide/management/jconsole.html

    Monitoring and Managing JavaSE 6 Applications:http://www.oracle.com/technetwork/articles/javase/monitoring-141801.html

    BTrace:https://kenai.com/projects/btrace

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