jdk自带的jvm监控工具

Java自带了几个jvm监控工具，如jstat、jmap、jstack。

jstat

jstat是常见的线上jvm问题排查工具，jstat用法：

说明：

• lines: 使用interval参数，会在间隔指定时间后输出当前JVM内存的状态，这个参数是指定输出多少行后，再输出title,这样就不需要翻屏看这一列的title了。
• vmid: 虚拟机的pid
• interval:间隔多少时间后循环输出，不指定的话，就输出一次
• count:指定输出多少次

jstat -option选项

]# jstat -options
-class
-compiler
-gc
-gccapacity
-gccause
-gcnew
-gcnewcapacity
-gcold
-gcoldcapacity
-gcpermcapacity
-gcutil
-printcompilation

jstat -gc

间隔1s统计输出一次，共统计10次。

含义详解：

jstat -gcutil 

每隔lines显示title: jstat -gcutil -h<lines> pid  interval

详细含义：

jstat -gccapacity

jmap

用法：

说明：

 -F 强迫.在pid没有相应的时候使用-dump或者-histo参数. 在这个模式下,live子参数无效. 

 -h | -help 打印辅助信息 

 -J 传递参数给jmap启动的jvm. 

jmap -heap pid

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.

Concurrent Mark-Sweep GC 

using parallel threads in the new generation.  //新生代采用的是并行线程处理方式
using thread-local object allocation.   
Concurrent Mark-Sweep GC   //同步并行垃圾回收

Heap Configuration:  //堆配置情况
   MinHeapFreeRatio = 40 //最小堆使用比例
   MaxHeapFreeRatio = 70 //最大堆可用比例
   MaxHeapSize      = 2147483648 (2048.0MB) //最大堆空间大小
   NewSize          = 268435456 (256.0MB) //新生代分配大小
   MaxNewSize       = 268435456 (256.0MB) //最大可新生代分配大小
   OldSize          = 5439488 (5.1875MB) //老生代大小
   NewRatio         = 2  //新生代比例
   SurvivorRatio    = 8 //新生代与suvivor的比例
   PermSize         = 134217728 (128.0MB) //perm区大小
   MaxPermSize      = 134217728 (128.0MB) //最大可分配perm区大小

Heap Usage: //堆使用情况
New Generation (Eden + 1 Survivor Space):  //新生代（伊甸区 + survior空间）
   capacity = 241631232 (230.4375MB)  //伊甸区容量
   used     = 77776272 (74.17323303222656MB) //已经使用大小
   free     = 163854960 (156.26426696777344MB) //剩余容量
   32.188004570534986% used //使用比例
Eden Space:  //伊甸区
   capacity = 214827008 (204.875MB) //伊甸区容量
   used     = 74442288 (70.99369812011719MB) //伊甸区使用
   free     = 140384720 (133.8813018798828MB) //伊甸区当前剩余容量
   34.65220164496263% used //伊甸区使用情况
From Space: //survior1区
   capacity = 26804224 (25.5625MB) //survior1区容量
   used     = 3333984 (3.179534912109375MB) //surviror1区已使用情况
   free     = 23470240 (22.382965087890625MB) //surviror1区剩余容量
   12.43827838477995% used //survior1区使用比例
To Space: //survior2 区
   capacity = 26804224 (25.5625MB) //survior2区容量
   used     = 0 (0.0MB) //survior2区已使用情况
   free     = 26804224 (25.5625MB) //survior2区剩余容量
   0.0% used // survior2区使用比例
concurrent mark-sweep generation: //老生代使用情况
   capacity = 1879048192 (1792.0MB) //老生代容量
   used     = 30847928 (29.41887664794922MB) //老生代已使用容量
   free     = 1848200264 (1762.5811233520508MB) //老生代剩余容量
   1.6416783843721663% used //老生代使用比例
Perm Generation: //perm区使用情况
   capacity = 134217728 (128.0MB) //perm区容量
   used     = 47303016 (45.111671447753906MB) //perm区已使用容量
   free     = 86914712 (82.8883285522461MB) //perm区剩余容量
   35.24349331855774% used //perm区使用比例

Parallel GC

using thread-local object allocation.
Parallel GC with 4 thread(s)          //GC 方式          

Heap Configuration:       //堆内存初始化配置
MinHeapFreeRatio=40     //对应jvm启动参数-XX:MinHeapFreeRatio设置JVM堆最小空闲比率(default 40)
MaxHeapFreeRatio=70  //对应jvm启动参数 -XX:MaxHeapFreeRatio设置JVM堆最大空闲比率(default 70)
MaxHeapSize=512.0MB  //对应jvm启动参数-XX:MaxHeapSize=设置JVM堆的最大大小
NewSize  = 1.0MB          //对应jvm启动参数-XX:NewSize=设置JVM堆的‘新生代’的默认大小
MaxNewSize =4095MB   //对应jvm启动参数-XX:MaxNewSize=设置JVM堆的‘新生代’的最大大小
OldSize  = 4.0MB            //对应jvm启动参数-XX:OldSize=<value>:设置JVM堆的‘老生代’的大小
NewRatio  = 8         //对应jvm启动参数-XX:NewRatio=:‘新生代’和‘老生代’的大小比率
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 
PermSize= 16.0MB       //对应jvm启动参数-XX:PermSize=<value>:设置JVM堆的‘永生代’的初始大小
MaxPermSize=64.0MB  //对应jvm启动参数-XX:MaxPermSize=<value>:设置JVM堆的‘永生代’的最大大小

Heap Usage:               //堆内存分步
PS Young Generation
Eden Space:          //Eden区内存分布
capacity = 20381696 (19.4375MB)  //Eden区总容量
used     = 20370032 (19.426376342773438MB)  //Eden区已使用
free     = 11664 (0.0111236572265625MB)  //Eden区剩余容量
99.94277218147106% used  //Eden区使用比率
From Space:        //其中一个Survivor区的内存分布
capacity = 8519680 (8.125MB)
used     = 32768 (0.03125MB)
free     = 8486912 (8.09375MB)
0.38461538461538464% used
To Space:            //另一个Survivor区的内存分布
capacity = 9306112 (8.875MB)
used     = 0 (0.0MB)
free     = 9306112 (8.875MB)
0.0% used
PS Old Generation  //当前的Old区内存分布
capacity = 366280704 (349.3125MB)
used     = 322179848 (307.25464630126953MB)
free     = 44100856 (42.05785369873047MB)
87.95982001825573% used
PS Perm Generation  //当前的 “永生代” 内存分布
capacity = 32243712 (30.75MB)
used     = 28918584 (27.57891082763672MB)
free     = 3325128 (3.1710891723632812MB)
89.68751488662348% used

生成jvm dump快照

jmap -dump:format=b,file=/home/work/jinze/dump_26041_05231438.hprof ${pid} --> 生成二进制堆栈文件。
jmap -heap ${pid} --查看jvm堆栈内存占用情况
jmap -histo:live ${pid} | head -20  --查看jvm内存占用前20存活对象

jmap–histo

-histo[:live] 打印每个class的实例数目,内存占用,类全名信息. VM的内部类名字开头会加上前缀”*”. 如果live子参数加上后,只统计活的对象数量。

]$ jmap -histo:live 14645 | head -10

 num
#instances
#bytes
class name
----------------------------------------------
1:
901564
1777759440
[B
2:
112206
123401632
[J
3:
1462437
92280272
[C
4:
2182305
69833760
java.util.concurrent.atomic.LongAdder
5:
622976
68936400
[Ljava.lang.Object;
6:
1518179
48581728
java.util.HashMap$Node
7:
936736
44963328
java.util.HashMap
8:
960914
38436560
java.util.TreeMap$Entry
9:
1453265
34878360
java.lang.String
10:
1380194
33124656
org.elasticsearch.common.util.concurrent.ReleasableLock

jmap -permstat pid

-permstat 打印classload和jvm heap永久区的信息. 包含每个classloader的名字,活泼性,地址,父classloader和加载的class数量. 另外,内部String的数量和占用内存数也会打印出来. jdk1.8后已移除。

jstack

jstack是jdk中自带的用于查看进程内线程栈的工具，很轻量易用，并且执行时不会对性能造成很大的影响。当程序出现死锁时，我们可以通过jstack打印线程栈找到问题。

jstack用法：

使用jstack定位问题

找出CPU消耗多的代码

如果程序cpu占用很高，我们需要找到问题并优化，可以配合top命令，找出最耗cpu的进程，从而找到相应代码解决问题。

1、先用jps找出程序pid，这里是23034

2、用top命令找出该进程最耗cpu的线程。

~]# top -Hp 23034

结果如下图

23046线程占了93.8的cpu，就是它。

3、将23046转成16进制。因为top里的pid是10进制，而jstack里是16进制，叫nid。

可以用printf命令转换：

~]# printf "%xn" 23046

得到 5a06

4、jstack出场

~]# jstack 23034 | grep 5a06

结果如下：

writeFileThread占用了最多的cpu资源。找到后，可以优化代码了。

使用jstack时，可能遇到下面的情况:

Unable to open socket file: target process not responding or HotSpot VM not loaded
The -F option can be used when the target process is not responding

原因:
1、jstack报错：Unable to open socket file。是因为这个java进程的pid文件删除了。
2、从Java 6 update 21 引入的bug sunbug 7009828，在Java 6 update 25修复。

解决办法:
1 修改tmpwatch设置

排查对应的/tmp/hsperfdata_*的目录，让jvm自己来管理，保证jps,jstat等命令可用。
修改/etc/cron.daily/tmpwatch
/usr/sbin/tmpwatch "$flags" -x /tmp/hsperfdata_* -x /tmp/.X11-unix -x /tmp/.XIM-unix
-x /tmp/.font-unix -x /tmp/.ICE-unix -x /tmp/.Test-unix 240 /tmp
2 java程序重启
3 由于jdk版本导致的问题，需要升级jdk版本

Thread Dump收集

jstack -l
<pid> > <file-path>

For Example:

jstack -l 37320 > /opt/tmp/threadDump.txt

堆分析工具

Memory Analyzer(MAT)

是一款Java堆分析工具，能够快速找到占用堆内存空间最多的对象，以便程序进行优化，减少内存消耗，定位可能的内存泄漏问题。

对于生产环境，dump出来的文件可能会超过16GB，自己的台式机或者笔记本的内存根本不够用。可以下载linux系统的MAT，然后在linux上进行分析。

配置mat的-Xmx大小

• 解压MemoryAnalyzer-*.x86_64.zip，然后修改mat的配置文件

打开MemoryAnalyzer.ini文件，修改-Xmx的值，取值根据hprof文件的大小

-startup
plugins/org.eclipse.equinox.launcher_1.5.0.v20180512-1130.jar
--launcher.library
plugins/org.eclipse.equinox.launcher.gtk.linux.x86_64_1.1.700.v20180518-1200
-vmargs
-Xms40960m
-Xmx40960m

执行分析命令

./ParseHeapDump.sh ../today_heap_dump/jvm.hprof org.eclipse.mat.api:suspects

支持另外两种分析结果：

org.eclipse.mat.api:overview
org.eclipse.mat.api:top_components 

后台分析，并记录执行日志

nohup ~/analysis/mat/ParseHeapDump.sh ./java_pid33461.hprof org.eclipse.mat.api:suspects org.eclipse.mat.api:overview org.eclipse.mat.api:top_components & echo $! > pid

查看分析报告

在拿到结果后，只需要吧三个.zip包传到本地，解压后，用浏览器打开网页即可。

应用程序分析

Visual VM的Profiler

可以查看到程序对CPU和内存的使用情况，如分析程序中执行次数最多最耗时的方法，占用内存空间最多的对象等等。

程序动态跟踪工具 BTrace

BTrace是一个开源的Java程序动态跟踪工具。它通过Hotspot虚拟机的HotSwap技术将跟踪的代码动态替换到被跟踪的Java程序内，以观察程序运行的细节。

这个功能在实际的生产环境中十分有意义，每当在线运行的系统出现问题时，通过使用BTrace，可以在不修改代码、不重启应用的情况下，动态的查看程序运行的细节，方便的对程序进行调试。

参考：

how-to-take-thread-dumps-7-options;

jstat用法；

Java jstack用法；

https://blog.csdn.net/zhaozheng7758/article/details/8623530；

最后

以上就是帅气枫叶为你收集整理的jvm问题排查工具Thread Dump收集的全部内容，希望文章能够帮你解决jvm问题排查工具Thread Dump收集所遇到的程序开发问题。

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