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JDK监控和故障处理工具

文章目录

  • 1.概述
  • 2.JDK的命令行工具
    • jps
    • jstat
    • jinfo
    • jmap
    • jhat
    • jstack
  • 3.JDK的可视化工具
    • JConsole
    • VisualVM

1.概述

通常我们定位系统问题时候，都需要一些系统的监控和分析工具来处理线上的运行日志、异常堆栈、GC日志、线程快照、堆转储快照等数据，来达到快速定位解决问题的能力。下面就先介绍一些JDK中国的监控和处理工具。

2.JDK的命令行工具

jps

jps（JVM Process Status Tool）命令用来查看虚拟机的进程状态。
命令格式： jps [options] [hostid]
jps可以通过RMI协议查询开启了RMI服务的远程虚拟机的进程状态，hostid为RMI注册表中注册的主机名。
options常用值如下：

选项 作用
-q 只输出正在运行的进程在虚拟机中的唯一ID
-m 输出唯一ID及进程启动时传递给主类main函数的参数
-l 输出唯一ID及输出主类全名，如果进程执行的是jar，则输出jar路径
-v 输出唯一ID及进程启动时JVM参数

jstat

jstat（JVM Statistics Monitoring Tool）用来监视虚拟机的各种运行状态信息。

命令格式： jstat [ option vmid [ interval[s|ms] ] [count]] ]
vmid 是虚拟机中的唯一ID，如果是远程虚拟机，则vmid格式为：
[protocol:] [//]vmid[@hostname[:port]/servername]
interval 和 count 代表查询间隔和次数，如果省略这两个参数，说明只查询一次。假设需要没200毫秒查询一次进程3456垃圾收集的状况，一共查询10此，那么命令如下： jstat -gc 3456 200 10
option 代表着用户希望查询的虚拟机信息，主要分为三类：类装载、垃圾收集、运行期编译状况，具体如下：

选项 作用
-class 监视类装载、卸载数量、总空间及类装载所耗费的时间
-gc 监视Java堆状况，包括Eden区、2个Survivor区、老年代、永久代等的容量、已用空间、GC时间合计等信息
-gccapacity 监视内容与-gc基本相同，但输出主要关注Java堆各个区域使用到的最大和最小空间
-gcutil 监视内容与-gc基本相同，但输出主要关注已使用空间占总空间的百分比
-gccause 与-gcutil功能一样，但是会额外输出导致上一次GC产生的原因
-gcnew 监视新生代GC的状况
-gcnewcapacity 监视内容与-gcnew基本相同，输出主要关注使用到的最大和最小空间
-gcold 监视老年代GC的状况
-gcoldcapacity 监视内容与-gcold基本相同，输出主要关注使用到的最大和最小空间
-gcpermcapacity 输出永久代使用到的最大和最小空间
-compiler 输出JIT编译器编译过的方法、耗时等信息
-printcompilation 输出已经被JIT编译的方法

实例如下（jstat -gc 21273 200 10）：
JDK监控和故障处理工具_第1张图片

参数 详情
S0C 第一个幸存区的大小
S1C 第二个幸存区的大小
S0U 第一个幸存区的使用大小
S1U 第二个幸存区的使用大小
EC 伊甸园区的大小
EU 伊甸园区的使用大小
OC 老年代大小
OU 老年代使用大小
MC 方法区大小
MU 方法区使用大小
CCSC 压缩类空间大小
CCSU 压缩类空间使用大小
YGC 年轻代垃圾回收次数
YGCT 年轻代垃圾回收消耗时间
FGC 老年代垃圾回收次数
FGCT 老年代垃圾回收消耗时间
GCT 垃圾回收消耗总时间

jinfo

jinfo（Configuration Info for Java）作用是实时地查看和调整虚拟机的各项参数。
命令格式： jinfo [option] vmid
option详情如下：

选项 作用
-flags 查看所有非默认JVM参数
-flag name 查询名称为name的JVM参数
-flag [+|-]name 修改运行可写的JVM参数
-flag name=value 修改运行可写的JVM参数

示例如下（jinfo -flags 21273）：
在这里插入图片描述
实例如下（jinfo -flag MaxHeapSize 21273）：
在这里插入图片描述

jmap

jmap（Memory Map for Java）命令用于生成堆转储快照（一般称为heapdump或者dump文件）。除了jmap命令也可以使用-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError参数，可以让虚拟机在出现OOM异常后自动生成dump文件，通过-XX:+HeapDumpOnCtrlBreak参数在Windows下则可以使用Ctrl+Break键让虚拟机生成dump文件，在Linux下通过kill -3命令发送进程退出信号，也能拿到dump文件。
命令格式： jmap [option] vmid
option选项如下：

选项 作用
-dump 生成Java堆转储快照。格式：-dump:[live,]format=b,file=,其中live子参数说明是否只dump出存活的对象
-finalizerinfo 显示在F-Queue中等待Finalizer线程执行finalize方法的对象。只在Linux/Solaris平台下有效
-heap 显示Java堆详细信息，如使用哪回收器、参数配置、分代状况等。只在Linux/Solaris平台下有效
-histo 显示堆中对象统计信息，包括类、实例数量和合计容量
-permstat 以ClassLoader为统计口径显示永久代内存状态。只在Linux/Solaris平台下有效
-F 当虚拟机进程对-dump选项没有响应时，可使用这个选项强制生成dump快照。只在Linux/Solaris平台下有效

jhat

jhat（JVM Heap Aanlysis Tool）命令与jmap命令搭配使用，来分析jmap生成的堆转储快照。jhat内置了一个htto/html服务器，生成dump文件的分析结果后，可以在浏览器中查看。不过一般都不用此工具，会使用专业的dump文件分析工具。
命令格式： jhat filename

jstack

jstack（Stack Trace for Java）命令用于生成虚拟机当前时刻的线程快照（一般称为threaddump或者javacore文件）。线程快照就是当前虚拟机内部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。线程出现停顿的时候可以通过jstack来查看各个线程的调用堆栈，就可以知道线程到底在后台做什么，或者等待着什么资源。
命令格式： jstack [option] vmid
option选项如下：

选项 作用
-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

示例如下（jstack -l 5443）：
JDK监控和故障处理工具_第2张图片
jdk1.5之后也可以使用java.lang.Thread中的getAllStackTraces()方法获取虚拟机中所有线程的StackTraceElement对象，测试代码如下：

<%@ page import="java.util.Map" %>
<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>

<html>
<head>
    <title>服务器线程信息</title>
</head>
<body>
<pre>
    <%
        for(Map.Entry<Thread,StackTraceElement[]> stackTrack : Thread.getAllStackTraces().entrySet()){
            Thread thread = stackTrack.getKey();
            StackTraceElement[] stack = stackTrack.getValue();
            if(thread.equals(Thread.currentThread())){
                continue;
            }
            out.print("\n线程：" + thread.getName() + "\n");
            for(StackTraceElement element : stack){
                out.print("\t：" + element + "\n");
            }
        }
    %>
</pre>
</body>
</html>

输出如下：
JDK监控和故障处理工具_第3张图片

3.JDK的可视化工具

JConsole

JConsole（Java Monitoring and Management Console）是一款基于JMX的可视化监视和管理工具。

  • 管理部分的功能是针对JMX MBean进行管理。
  • 监视功能有6个标签页：概览、内存、线程、类、VM概要、MBean等。
    • “概览”中能看到“堆内存使用情况”、“线程”、“类”、“CPU占用率”等信息，是对后面的“内存”、“类”、“线程”页签的信息汇总。
    • 内存页签相当于是可视化的jstat命令。用于监视收集器管理的虚拟机内存（Java堆和永久代）的变化趋势。
    • 线程页签功能相当于是可视化的jstack命令，遇到线程停顿可以使用这个页签进行监控分析，具体是等待外部资源（数据库连接、网络资源、设备资源等）、死循环、锁等待（活锁和死锁）中的哪种情况。

VisualVM

visualVM（All-in-One Java Troubleshooting Tool）是功能强大的运行监视和故障处理程序。而除了运行监控、故障处理外，它还提供了性能分析（Profiling）功能，并且他对应用程序的实际性能影响很小，使得它可以应用在生产环境中。
VisualVM具备插件扩展功能，通过插件扩展可以做到：

  • 显示虚拟机进程及进程的配置和环境信息（jps、jinfo）
  • 监视应用程序的CPU、GC、堆、方法区及线程的信息（jstat、jstack）
  • 生成和浏览dump及分析堆转储快照
  • 方法及的程序性能分析，找出被调用最多、运行时间最长的方法
  • 离线程序快照：收集程序的运行时配置、线程dump、内存dump等信息建立一个快照
  • 通过BTrace插件实现动态日志跟踪、性能监视、定位内存问题、解决多线程竞争等

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按字母分类： ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ其他