深入理解JVM - 故障诊断工具

2020-01-15 本文已影响0人 xiaolyuh

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）：用户收集HotSpot虚拟机各方面的运行数据
jinfo（Configuration Info for Java）：实时查看和调整虚拟机各项参数，在JDK9中集成到了jhsdb
jmap（Memory Map for java）：生成虚拟机的内存转储快照，在JDK9中集成到了jhsdb
jhat（JVM Heap Dump Browser）：用户分析heapdump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，在JDK9中集成到了jhsdb
jstack（Stack Trace for Java）：生成虚拟机当前时刻的线程快照，在JDK9中集成到了jhsdb
jhsdb（Java HotSport Debugger）：进程调试器，在JDK9引入

jps

列出当前机器上正在运行的虚拟机进程，jps命令格式：

jps [option] [hostid]

-p: 仅仅显示VM 标示，不显示jar,class, main参数等信息.
-m: 输出主函数传入的参数. 下的hello 就是在执行程序时从命令行输入的参数
-l: 输出应用程序主类完整package名称或jar完整名称.
-v: 列出jvm参数

执行样例：

C:\Users\yuhao.wang3>jps -l
11824 sun.tools.jps.Jps
9860 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer
7960

jstat

是用于监视虚拟机各种运行状态信息的命令行工具。它可以显示本地或者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，在没有GUI图形界面，只提供了纯文本控制台环境的服务器上，它将是运行期定位虚拟机性能问题的首选工具。

jstat [ option pid [interval[s|ms] [count]] ]

image.png

假设需要每250毫秒查询一次进程9860垃圾收集状况，一共查询5次，那命令应当是：

C:\Users\yuhao.wang3>jstat -gc 9860 250 5
 S0C    S1C    S0U    S1U      EC       EU        OC         OU       MC     MU    CCSC   CCSU   YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT
10752.0 10752.0  0.0    0.0   64512.0   867.6    76800.0     8207.2   23808.0 22909.2 3072.0 2769.6      6    0.049   4      0.209    0.258
10752.0 10752.0  0.0    0.0   64512.0   867.6    76800.0     8207.2   23808.0 22909.2 3072.0 2769.6      6    0.049   4      0.209    0.258
10752.0 10752.0  0.0    0.0   64512.0   867.6    76800.0     8207.2   23808.0 22909.2 3072.0 2769.6      6    0.049   4      0.209    0.258
10752.0 10752.0  0.0    0.0   64512.0   867.6    76800.0     8207.2   23808.0 22909.2 3072.0 2769.6      6    0.049   4      0.209    0.258
10752.0 10752.0  0.0    0.0   64512.0   867.6    76800.0     8207.2   23808.0 22909.2 3072.0 2769.6      6    0.049   4      0.209    0.258

S0C：表示S0区域总大小
S0U：表示S0区域已使用大小

jinfo

查看和修改虚拟机的参数，命令格式：

jinfo [option] pid

jinfo –sysprops 可以查看由System.getProperties()取得的参数
jinfo –flag 未被显式指定的参数的系统默认值
jinfo –flags（注意s）显示虚拟机的参数
jinfo –flag +[参数] 可以增加参数，但是仅限于由java -XX:+PrintFlagsFinal –version查询出来且

执行示例：

C:\Users\yuhao.wang3>jinfo -flags 9860
Attaching to process ID 9860, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.112-b15
Non-default VM flags: -XX:CICompilerCount=3 -XX:InitialHeapSize=264241152 -XX:MaxHeapSize=805306368 -XX:MaxNewSize=268435456 -XX:MinHeapDeltaBytes=524288 -XX:NewSize=88080384 -XX:OldSize=176160768 -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:+UseFastUnorderedTimeStamps -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelGC
Command line:  -Djava.awt.headless=true -Didea.version==2018.3.2 -Xmx768m -Didea.maven.embedder.version=3.3.9 -Dfile.encoding=GBK

jmap

用于生成堆转储快照（一般称为heapdump或dump文件）。jmap的作用并不仅仅是为了获取dump文件，它还可以查询finalize执行队列、Java堆和永久代的详细信息，如空间使用率、当前用的是哪种收集器等。和jinfo命令一样，jmap有不少功能在Windows平台下都是受限的，除了生成dump文件的-dump选项和用于查看每个类的实例、空间占用统计的-histo选项在所有操作系统都提供之外，其余选项都只能在Linux/Solaris下使用，命令格式：

jmp [option] pid

image.png

生成堆的转存文件:

C:\Users\yuhao.wang3>jmap -dump:live,format=b,file=heap.bin 9860
Dumping heap to C:\Users\yuhao.wang3\heap.bin ...
Heap dump file created

jhat

虚拟机堆转储快照分析工具

分析刚刚生成的文件：

C:\Users\yuhao.wang3>jhat C:\Users\yuhao.wang3\heap.bin
Reading from C:\Users\yuhao.wang3\heap.bin...
Dump file created Tue Jan 14 17:59:13 CST 2020
Snapshot read, resolving...
Resolving 151163 objects...
Chasing references, expect 30 dots..............................
Eliminating duplicate references..............................
Snapshot resolved.
Started HTTP server on port 7000
Server is ready.

屏幕显示“Server is ready.”的提示后，用户在浏览器中输入http://localhost:7000/可以看到分析结果，拖到最下面，主要看"HeapHistogram"。

jstack

jstack（Stack Trace for Java）命令用于生成虚拟机当前时刻的线程快照。线程快照就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，如线程间死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间等待等都是导致线程长时间停顿的常见原因，命令格式：

jstack [option] pid

-F：当正常输出的请求不被响应时，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

查询死循环示例：

public class JstackDeadWhileTest {

    public static void main(String[] args) {
        int i = 1;
        while (++i > 0) {
            System.out.println(i);
        }
    }
}

C:\Users\yuhao.wang3>jps -l
18244 com.xiaolyuh.JstackDeadWhileTest
5444 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher
7960
10252 sun.tools.jps.Jps
17324 org.jetbrains.kotlin.daemon.KotlinCompileDaemon

C:\Users\yuhao.wang3>jstack -F 18244
Attaching to process ID 18244, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.112-b15
Deadlock Detection:

No deadlocks found.

Thread 14: (state = BLOCKED)


Thread 13: (state = BLOCKED)


Thread 12: (state = BLOCKED)
 - java.lang.Object.wait(long) @bci=0 (Interpreted frame)
 - java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(long) @bci=59, line=143 (Interpreted frame)
 - java.lang.ref.ReferenceQueue.remove() @bci=2, line=164 (Interpreted frame)
 - java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run() @bci=36, line=209 (Interpreted frame)


Thread 11: (state = BLOCKED)
 - java.lang.Object.wait(long) @bci=0 (Interpreted frame)
 - java.lang.Object.wait() @bci=2, line=502 (Interpreted frame)
 - java.lang.ref.Reference.tryHandlePending(boolean) @bci=54, line=191 (Interpreted frame)
 - java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run() @bci=1, line=153 (Interpreted frame)


Thread 5: (state = IN_NATIVE)
 - java.io.FileOutputStream.writeBytes(byte[], int, int, boolean) @bci=0 (Compiled frame; information may be imprecise)
 - java.io.FileOutputStream.write(byte[], int, int) @bci=8, line=326 (Compiled frame)
 - java.io.BufferedOutputStream.flushBuffer() @bci=20, line=82 (Compiled frame)
 - java.io.BufferedOutputStream.flush() @bci=1, line=140 (Compiled frame)
 - java.io.PrintStream.write(byte[], int, int) @bci=30, line=482 (Compiled frame)
 - sun.nio.cs.StreamEncoder.writeBytes() @bci=120, line=221 (Compiled frame)
 - sun.nio.cs.StreamEncoder.implFlushBuffer() @bci=11, line=291 (Compiled frame)
 - sun.nio.cs.StreamEncoder.flushBuffer() @bci=15, line=104 (Compiled frame)
 - java.io.OutputStreamWriter.flushBuffer() @bci=4, line=185 (Compiled frame)
 - java.io.PrintStream.write(java.lang.String) @bci=27, line=527 (Compiled frame)
 - java.io.PrintStream.print(int) @bci=5, line=597 (Compiled frame)
 - java.io.PrintStream.println(int) @bci=6, line=736 (Compiled frame)
 - com.xiaolyuh.JstackDeadWhileTest.main(java.lang.String[]) @bci=13, line=14 (Compiled frame)

在代码中可以用java.lang.Thread类的getAllStackTraces（）方法用于获取虚拟机中所有线程的StackTraceElement对象。使用这个方法可以通过简单的几行代码就完成jstack的大部分功能，在实际项目中不妨调用这个方法做个管理员页面，可以随时使用浏览器来查看线程堆栈。