JVM六：java 内存使用排查

Java通过jvm自己管理内存，同时Java提供了一些命令行工具，用于查看内存使用情况。
这里主要介绍一下jstat、jmap命令以及相关工具。

一、jstat查看 gc实时执行情况
jstat命令命令格式：
jstat [Options] vmid [interval] [count]

命令参数说明：
Options，一般使用 -gcutil 或  -gc 查看gc 情况
pid，当前运行的 java进程号 
interval，间隔时间，单位为秒或者毫秒 
count，打印次数，如果缺省则打印无数次

Options 参数如下：
-gc：统计 jdk gc时 heap信息，以使用空间字节数表示
-gcutil：统计 gc时， heap情况，以使用空间的百分比表示
-class：统计 class loader行为信息
-compile：统计编译行为信息
-gccapacity：统计不同 generations（新生代，老年代，持久代）的 heap容量情况
-gccause：统计引起 gc的事件
-gcnew：统计 gc时，新生代的情况
-gcnewcapacity：统计 gc时，新生代 heap容量
-gcold：统计 gc时，老年代的情况
-gcoldcapacity：统计 gc时，老年代 heap容量
-gcpermcapacity：统计 gc时， permanent区 heap容量

示例 
  $ jstat -gc 12538 5000
每5 秒一次显示进程号为 12538的 java进成的 GC情况，结果如下图：

结果说明

jstatd 启动jvm 监控服务
它是一个基于 rmi的应用，向远程机器提供本机 jvm应用程序的信息。默认端口 1099。
  $ jstatd -J-Djava.security.policy=my.policy

my.policy文件需要自己建立，是安全策略文件，因为 jdk对 jvm做了 jaas的安全检测，所以我们必须设置一些策略，使 jstatd被允许作网络操作，内容如下：
grant codebase " file:$JAVA_HOME/lib/tools.jar " {
    permission java.security.AllPermission;
};

二、jmap查看各个代的内存使用
jmap 可以从 core文件或进程中获得内存的具体匹配情况，包括 Heap size, Perm size等等。

jmap命令格式：
     jmap [ option ] | | <[server-id@]remote-hostname-or-IP>

1）参数说明  
pid：java进程 id
executable：产生 core dump的 java可执行程序
core：core dump文件
remote-hostname-or-IP：远程 debug服务的主机名或 ip
server-id：远程 debug服务的 id 

2） option参数：
-heap 
打印heap的概要信息，GC 使用的算法，heap的配置及使用情况 .

-histo[:live] 
打印jvm heap 的直方图。输出类名、每个类的实例数目、对象占用大小。 VM的内部类名字开头会加上前缀 ”*”. 
如果加上live 则只统计活的对象数量。

-dump:[live,]format=b,file= 
使用hprof二进制形式，导出heap 内容到文件filename。
假如指定live 选项，那么只输出活的对象到文件 . 

-finalizerinfo 
打印正等候回收的对象的信息 .

-permstat 
打印classload 和jvm heap 持久代的信息。
包含每个classloader 的名字、是否存活、地址、父 classloade、加载的 class数量、内部 String的数量和占用内存数。

-F
当pid没有响应的时候，与-dump或者 -histo共同使用，强制生成 dump文件或 histo信息 . 在这个模式下 ,live子参数无效 . 

-J
传递参数给启动jmap 的jvm.
64位机上使用需要使用如下方式： jmap -J-d64 -heap pid

使用  jmap -heap pid ，可以查看各个代的内存使用情况。
$ jmap -heap 2083
  可以观察到New Generation（Eden Space，From Space，To Space）,tenured generation,Perm Generation的内存使用情况

$ jmap -dump:format=b,file=heapdump.hprof
  导出heap dump到文件heapdump.hprof

$ jmap -histo 2083 ｜ jmap -histo:live 2083
   可以观察heap中所有对象的情况（heap中所有生存的对象的情况）。包括对象数量和所占空间大小。

jmap输出的 class name结果中：
[C is a char[]
[S is a short[]
[I is a int[]
[B is a byte[]
[[I is a int[][]

heap输出实例
$ jmap -heap 12264
JVM version is 25.65-b01

using parallel threads in the new generation.
using thread-local object allocation.
Concurrent Mark-Sweep GC

Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio         = 40
   MaxHeapFreeRatio         = 70
   MaxHeapSize              = 8388608000 (8000.0MB)
   NewSize                  = 2006515712 (1913.5625MB)
   MaxNewSize               = 2006515712 (1913.5625MB)
   OldSize                  = 90636288 (86.4375MB)
   NewRatio                 = 2
   SurvivorRatio            = 8
   MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB)
   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)
   MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB
   G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB)

Heap Usage:
New Generation (Eden + 1 Survivor Space):
   capacity = 1805910016 (1722.25MB)
   used     = 788045040 (751.5383148193359MB)
   free     = 1017864976 (970.7116851806641MB)
   43.637004779755316% used
Eden Space:
   capacity = 1605304320 (1530.9375MB)
   used     = 630378472 (601.1757583618164MB)
   free     = 974925848 (929.7617416381836MB)
   39.26847166274367% used
From Space:
   capacity = 200605696 (191.3125MB)
   used     = 157666568 (150.36255645751953MB)
   free     = 42939128 (40.94994354248047MB)
   78.59525982751757% used
To Space:
   capacity = 200605696 (191.3125MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 200605696 (191.3125MB)
   0.0% used
concurrent mark-sweep generation:
   capacity = 6382092288 (6086.4375MB)
   used     = 4612472232 (4398.79630279541MB)
   free     = 1769620056 (1687.6411972045898MB)
   72.27210174745753% used

18841 interned Strings occupying 1633048 bytes.

jmap 相关工具
  jmap dump生成的 heap dump文件，可以使用 IBM HeapAnalyzer分析工具分析
  下载：
https://www.ibm.com/developerworks/community/groups/service/html/communityview?communityUuid=4544bafe-c7a2-455f-9d43-eb866ea60091

  运行：java –Xmx2g –jar ha456.jar

  打开 heap dump文件

如图：

分析结果：mysql查询返回数据，以及某个实体对象nmfootballmatchs的list存储太多

1、适当修改程序，减少ArrayList数据存放

2、调整jvm参数满足当前需求

 

三、jstack和 jinfo分析java core文件
jstack工具可以用来获得 core文件的 java stack和 native stack的信息，从而可以知道 java程序是如何崩溃和在程序何处发生问题。
另外，jstack 工具还可以附属到正在运行的 java程序中，看到 java程序的 java stack和native stack 的信息，如果现在运行的 java程序呈现 hung的状态， jstack是非常有用的。
命令格式：$ jstack pid

jinfo可以从 core文件里面知道崩溃的 Java应用程序的配置信息。
命令额格式：$ jinfo pid