JVM性能调优监控工具jps、jstack、jmap、jhat、jstat、hprof使用详解 转至元数据结尾

不打扰是莪最后的温柔 提交于 2019-12-02 18:16:06

OutOfMemoryError,内存不足

内存容量

螺纹死锁

锁争用(锁争用)

Java进程消耗CPU过高

 

A,jps(Java虚拟机进程状态工具)      

 

    jps主要用于输出JVM中运行的进程状态信息。语法格式如下:

 

jps [选项] [主机ID]

    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名和纳入主方法的参数

 

-m输出预设主方法的参数

 

-l输出main类或Jar的全限名

 

-v输出JVM的参数

   例如下面:

 

root @ ubuntu:/#jps -m -l

2458 org.artifactory.standalone.main.Main /usr/local/artifactory-2.2.5/etc/jetty.xml

29920 com.sun.tools.hat.Main主端口9998 /tmp/dump.dat

3149 org.apache.catalina.startup.Bootstrap启动

30972 sun.tools.jps.Jps -m -l

8247 org.apache.catalina.startup.Bootstrap启动

25687 com.sun.tools.hat.Main-端口9999 dump.dat

21711 mrf-center.jar

B,jstack

 

    jstack主要用来查看某个Java进展内部的线程变量信息。语法格式如下:

 

jstack [选项] pid

jstack [option]可执行核心

jstack [选项] [服务器ID @]远程主机名或IP

    命令行参数选项说明如下:

 

-l长列表,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混合模式,同时会输出Java信息,从而输出C / C ++信息(某种本地方法)

    jstack可以定位到线程变量,根据类别信息我们可以定位到特定的代码,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加上某个Java进程中最耗费CPU的Java线程并定位各种信息,用到的命令有ps,top,printf,jstack,grep。

 

    初步先发现Java过程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

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

    得到进程ID为21711,第二步找到该进程内部最耗费CPU的线程,可以使用ps -Lfp pid或者ps -mp pid -o THREAD,tid,time或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时间延长的是线程ID为21742的线程,用

 

printf“%x \ n” 21742

    得到21742的十六进制变量54ee,下面会用到。   

 

    OK,接下来终于轮到jstack上场了,它进行了输出进程21711的变量信息,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:

 

//空闲等待

getLog()。info(“线程[” + getName()+“]处于空闲等待中……”);

schedulerThreadState = PollTaskSchedulerThreadState.IdleWaiting;

long now = System.currentTimeMillis();

long waitTime = now + getIdleWaitTime();

long timeUntilContinue = waitTime - now;

synchronized(sigLock) { try {

     if(!halted.get()) {

     sigLock.wait(timeUntilContinue);

     }

    } catch (InterruptedException ignore) {

    }

}

    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:

 

root@ubuntu:/# jmap -heap 21711

Attaching to process ID 21711, please wait...

Debugger attached successfully.

Server compiler detected.

JVM version is 20.10-b01

 

using thread-local object allocation.

Parallel GC with 4 thread(s)

 

Heap Configuration:

MinHeapFreeRatio = 40   

MaxHeapFreeRatio = 70   

MaxHeapSize      = 2067791872 (1972.0MB)

NewSize          = 1310720 (1.25MB)

MaxNewSize       = 17592186044415 MB

OldSize          = 5439488 (5.1875MB)

NewRatio         = 2   

SurvivorRatio    = 8   

PermSize         = 21757952 (20.75MB)

MaxPermSize      = 85983232 (82.0MB)

 

Heap Usage:

PS Young Generation

Eden Space:

   capacity = 6422528 (6.125MB)

   used     = 5445552 (5.1932830810546875MB)

   free     = 976976 (0.9317169189453125MB)

   84.78829520089286% used

From Space:

   capacity = 131072 (0.125MB)

   used     = 98304 (0.09375MB)

   free     = 32768 (0.03125MB)

   75.0% used

To Space:

   capacity = 131072 (0.125MB)

   used     = 0 (0.0MB)

   free     = 131072 (0.125MB)

   0.0% used

PS Old Generation

   capacity = 35258368 (33.625MB)

   used     = 4119544 (3.9287033081054688MB)

   free     = 31138824 (29.69629669189453MB)

   11.683876009235595% used

PS Perm Generation

   capacity = 52428800 (50.0MB)

   used     = 26075168 (24.867218017578125MB)

   free     = 26353632 (25.132781982421875MB)

   49.73443603515625% used

   ....

    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:

 

root@ubuntu:/# jmap -histo:live 21711 | more

num     #instances         #bytes  class name----------------------------------------------

   1:         38445        5597736  <constMethodKlass>

   2:         38445        5237288  <methodKlass>

   3:          3500        3749504  <constantPoolKlass>

   4:         60858        3242600  <symbolKlass>

   5:          3500        2715264  <instanceKlassKlass>

   6:          2796        2131424  <constantPoolCacheKlass>

   7:          5543        1317400  [I

   8:         13714        1010768  [C

   9:          4752        1003344  [B

  10:          1225         639656  <methodDataKlass>

  11:         14194         454208  java.lang.String

  12:          3809         396136  java.lang.Class

  13:          4979         311952  [S

  14:          5598         287064  [[I

  15:          3028         266464  java.lang.reflect.Method

  16:           280         163520  <objArrayKlassKlass>

  17:          4355         139360  java.util.HashMap$Entry

  18:          1869         138568  [Ljava.util.HashMap$Entry;

  19:          2443          97720  java.util.LinkedHashMap$Entry

  20:          2072          82880  java.lang.ref.SoftReference

  21:          1807          71528  [Ljava.lang.Object;

  22:          2206          70592  java.lang.ref.WeakReference

  23:           934          52304  java.util.LinkedHashMap

  24:           871          48776  java.beans.MethodDescriptor

  25:          1442          46144  java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$HashEntry

  26:           804          38592  java.util.HashMap

  27:           948          37920  java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Segment

  28:          1621          35696  [Ljava.lang.Class;

  29:          1313          34880  [Ljava.lang.String;

  30:          1396          33504  java.util.LinkedList$Entry

  31:           462          33264  java.lang.reflect.Field

  32:          1024          32768  java.util.Hashtable$Entry

  33:           948          31440  [Ljava.util.concurrent.ConcurrentHashMap$HashEntry;

    class name是对象类型,说明如下:

 

B  byte

C  char

D  double

F  float

I  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:

 

root@ubuntu:/# jhat -port 9998 /tmp/dump.dat

Reading from /tmp/dump.dat...

Dump file created Tue Jan 28 17:46:14 CST 2014Snapshot read, resolving...

Resolving 132207 objects...

Chasing references, expect 26 dots..........................

Eliminating duplicate references..........................

Snapshot resolved.

Started HTTP server on port 9998Server is ready.

     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:

 

root@ubuntu:/# jstat -gc 21711 250 4

S0C    S1C    S0U    S1U      EC       EU        OC         OU       PC     PU    YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   

192.0  192.0   64.0   0.0    6144.0   1854.9   32000.0     4111.6   55296.0 25472.7    702    0.431   3      0.218    0.649

192.0  192.0   64.0   0.0    6144.0   1972.2   32000.0     4111.6   55296.0 25472.7    702    0.431   3      0.218    0.649

192.0  192.0   64.0   0.0    6144.0   1972.2   32000.0     4111.6   55296.0 25472.7    702    0.431   3      0.218    0.649

192.0  192.0   64.0   0.0    6144.0   2109.7   32000.0     4111.6   55296.0 25472.7    702    0.431   3      0.218    0.649

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

net=<host>:<port>      send data over a socket        off

depth=<size>           stack trace depth              4

interval=<ms>          sample interval in ms          10

cutoff=<value>         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 <file>         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您好

    上面每隔20分钟采样CPU消耗的信息,深度为3,生成的配置文件名称为java.hprof.txt,在当前目录。

 

    CPU使用次数剖析(cpu = times)的例子,它相对于CPU使用情况采样配置文件能够获得更多细粒度的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

    堆分配分析(heap = sites)的示例:

 

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

    堆转储(heap = dump)的例子,它比上面的堆分配概要分析能够生成更详细的堆转储信息:

 

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

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

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