五、JVM调优指令

一般应用程序都部署在Linux服务器上，当然我们可以使用界面化的调优工具例如jconsole、VisualVM等进行远程连接来进行监控和性能分析，但归根结底，工具只是将指令执行的结果进行友好的展示而已，而且工具的使用终究还是有各种限制，所以我们必须掌握JVM的调优指令。

JVM的调优指令在安装JDK的bin目录下，如图：

这里主要介绍jps/jstat/jmap/jstack/jinfo这几个常用的指令，每个指令都可通过man来查看如何使用。

jps


jps [option] [hostid]

option参数可输也可不输。

-l: 输出主类全名或jar路径
-q: 只输出LVMID
-m: 输出JVM启动时传递给main()的参数
-v: 输出JVM启动时显示指定的JVM参数

如图：

jstat


jstat [option] vmid [interval] [count]


参数:

option: 操作参数
vmid: 本地虚拟机进程ID
interval: 连续输出的时间间隔
count: 连续输出的次数

Option	Displays
class	class loader的行为统计。Statistics on the behavior of the class loader.
compiler	HotSpt JIT编译器行为统计。Statistics of the behavior of the HotSpot Just-in-Time compiler.
gc	垃圾回收堆的行为统计。Statistics of the behavior of the garbage collected heap.
gccapacity	各个垃圾回收代容量(young,old,perm)和他们相应的空间统计。Statistics of the capacities of the generations and their corresponding spaces.
gcutil	垃圾回收统计概述。Summary of garbage collection statistics.
gccause	垃圾收集统计概述（同-gcutil），附加最近两次垃圾回收事件的原因。Summary of garbage collection statistics (same as -gcutil), with the cause of the last and
gcnew	新生代行为统计。Statistics of the behavior of the new generation.
gcnewcapacity	新生代与其相应的内存空间的统计。Statistics of the sizes of the new generations and its corresponding spaces.
gcold	年老代和永生代行为统计。Statistics of the behavior of the old and permanent generations.
gcoldcapacity	年老代行为统计。Statistics of the sizes of the old generation.
gcpermcapacity	永生代行为统计。Statistics of the sizes of the permanent generation.
printcompilation	HotSpot编译方法统计。HotSpot compilation method statistics.

下面是对一些常用的option参数的解释，注意92203是通过jps -l指令执行过程中得到的id，即我本地运行的Tomcat的id：

-compiler


jstat -compiler 92203


Compiled : 编译数量
Failed : 编译失败数量
Invalid : 无效数量
Time : 编译耗时
FailedType : 失败类型
FailedMethod : 失败方法的全限定名

-class


jstat -class 92203


Loaded : 加载class的数量
Bytes : class字节大小
Unloaded : 未加载class的数量
Bytes : 未加载class的字节大小
Time : 加载时间

-gc


jstat -gc 92203


S0C : survivor0区的总容量
S1C : survivor1区的总容量
S0U : survivor0区已使用的容量
S1C : survivor1区已使用的容量
EC : Eden区的总容量
EU : Eden区已使用的容量
OC : Old区的总容量
OU : Old区已使用的容量
PC : 当前perm的容量 (KB)
PU : perm的使用 (KB)
YGC : 新生代垃圾回收次数
YGCT : 新生代垃圾回收时间
FGC : 老年代垃圾回收次数
FGCT : 老年代垃圾回收时间
GCT : 垃圾回收总消耗时间

-gcutil


jstat -gcutil 92203


S0 : survivor0区的总容量
S1 : survivor1区的总容量
E : Eden区的总容量
O : Old区的总容量
OU : Old区已使用的容量
YGC : 新生代垃圾回收次数
YGCT : 新生代垃圾回收时间
FGC : 老年代垃圾回收次数
FGCT : 老年代垃圾回收时间
GCT : 垃圾回收总消耗时间

-gccause


jstat -gccause 92203


LGCC：最近垃圾回收的原因
GCC：当前垃圾回收的原因

-gccapacity


jstat -gccause 92203


NGCMN : 新生代占用的最小空间
NGCMX : 新生代占用的最大空间
OGCMN : 老年代占用的最小空间
OGCMX : 老年代占用的最大空间
OGC：当前年老代的容量 (KB)
OC：当前年老代的空间 (KB)
PGCMN : perm占用的最小空间
PGCMX : perm占用的最大空间

jmap


jmap [option] vmid


jmap(JVM Memory Map)命令用于生成heap dump文件，如果不使用这个命令，还可以使用-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError参数来让虚拟机出现OOM时自动生成dump文件。jmap不仅能生成dump文件，还能查询finalize执行队列、Java堆和永久代的详细信息，如当前使用率、当前使用的是哪种收集器等。
参数:

dump : 生成堆转储快照
finalizerinfo : 显示在F-Queue队列等待Finalizer线程执行finalizer方法的对象
heap : 显示Java堆详细信息
histo : 显示堆中对象的统计信息
permstat : to print permanent generation statistics
F : 当-dump没有响应时，强制生成dump快照

Attaching to process ID 94358, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 24.79-b02

using thread-local object allocation.
Parallel GC with 8 thread(s)

Heap Configuration: //堆内存初始化配置
   MinHeapFreeRatio = 0 //jvm参数-XX:MinHeapFreeRatio设置JVM堆最小空闲比率(default 40)
   MaxHeapFreeRatio = 100 //jvm参数 -XX:MaxHeapFreeRatio设置JVM堆最大空闲比率(default 70)
   MaxHeapSize      = 1073741824 (1024.0MB) //jvm参数-XX:MaxHeapSize=设置JVM堆的最大大小
   NewSize          = 536870912 (512.0MB)//jvm参数-XX:NewSize=设置JVM堆的‘新生代’的默认大小
   MaxNewSize       = 536870912 (512.0MB)//jvm参数-XX:MaxNewSize=设置JVM堆的‘新生代’的最大大小
   OldSize          = 5439488 (5.1875MB) //参数-XX:OldSize=:设置JVM堆的‘老生代’的大小
   NewRatio         = 2 //参数-XX:NewRatio=:‘新生代’和‘老生代’的大小比率
   SurvivorRatio    = 8 //参数-XX:SurvivorRatio=设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值
   PermSize         = 536870912 (512.0MB) //参数-XX:PermSize=:设置JVM堆的‘永生代’的初始大小
   MaxPermSize      = 1073741824 (1024.0MB)//参数-XX:MaxPermSize=:设置JVM堆的‘永生代’的最大大小
   G1HeapRegionSize = 0 (0.0MB)

Heap Usage: //堆内存使用情况
PS Young Generation
Eden Space:
   capacity = 300417024 (286.5MB) //总容量
   used     = 231151904 (220.44363403320312MB) //已使用
   free     = 69265120 (66.05636596679688MB)//剩余容量
   76.94367680041994% used //Eden区使用比率
From Space: // S0 内存使用情况
   capacity = 120586240 (115.0MB)
   used     = 53528904 (51.04914093017578MB)
   free     = 67057336 (63.95085906982422MB)
   44.39055733058763% used
To Space:  // S1 内存使用情况
   capacity = 115867648 (110.5MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 115867648 (110.5MB)
   0.0% used
PS Old Generation // Old区使用情况
   capacity = 536870912 (512.0MB)
   used     = 241598968 (230.40673065185547MB)
   free     = 295271944 (281.59326934814453MB)
   45.00131458044052% used
PS Perm Generation // 永久代使用情况
   capacity = 536870912 (512.0MB)
   used     = 143245904 (136.6099395751953MB)
   free     = 393625008 (375.3900604248047MB)
   26.681628823280334% used

18942 interned Strings occupying 2284376 bytes.

也可以使用dump参数，将dump文件保存到本地，然后再通过工具来分析。

-dump::live,format=b,file= pid

$ ./jmap -dump:live,format=b,file=/tmp/myDump.hprof 94358
Dumping heap to /private/tmp/myDump.hprof ...
Heap dump file created

jhat


jhat [dumpfile]


jhat(JVM Heap Analysis Tool)命令是与jmap搭配使用，用来分析jmap生成的dump，jhat内置了一个微型的HTTP/HTML服务器，生成dump的分析结果后，可以在浏览器中查看。在此要注意，一般不会直接在服务器上进行分析，因为jhat是一个耗时并且耗费硬件资源的过程，一般把服务器生成的dump文件复制到本地或其他机器上进行分析。

-stack false|true  关闭对象分配调用栈跟踪(tracking object allocation call stack)。 如果分配位置信息在堆转储中不可用. 则必须将此标志设置为 false. 默认值为 true.>
-refs false|true   关闭对象引用跟踪(tracking of references to objects)。 默认值为 true. 默认情况下, 返回的指针是指向其他特定对象的对象,如反向链接或输入引用(referrers or incoming references), 会统计/计算堆中的所有对象。>
-port port-number  设置 jhat HTTP server 的端口号. 默认值 7000.>
-exclude exclude-file    指定对象查询时需要排除的数据成员列表文件(a file that lists data members that should be excluded from the reachable objects query)。 例如, 如果文件列列出了 java.lang.String.value , 那么当从某个特定对象 Object o 计算可达的对象列表时, 引用路径涉及 java.lang.String.value 的都会被排除。>
-baseline exclude-file   指定一个基准堆转储(baseline heap dump)。 在两个 heap dumps 中有相同 object ID 的对象会被标记为不是新的(marked as not being new). 其他对象被标记为新的(new). 在比较两个不同的堆转储时很有用.>
-debug int   设置 debug 级别. 0 表示不输出调试信息。 值越大则表示输出更详细的 debug 信息.>
-version     启动后只显示版本信息就退出>
-J< flag >   因为 jhat 命令实际上会启动一个JVM来执行, 通过 -J 可以在启动JVM时传入一些启动参数. 例如, -J-Xmx512m 则指定运行 jhat 的Java虚拟机使用的最大堆内存为 512 MB. 如果需要使用多个JVM启动参数,则传入多个 -Jxxxxxx.

示例：

中间的-J-Xmx1024m是在dump快照很大的情况下分配512M内存去启动HTTP服务器，运行完之后就可在浏览器打开Http://localhost:7000进行快照分析 堆快照分析主要在最后面的Heap Histogram里，里面根据class列出了dump的时候所有存活对象。

jstat


jstat [dumpfile]


jstack主要用于生成JVM当前时刻的线程快照。线程快照就是指JVM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。 线程出现停顿的时候通过jstack来查看各个线程的调用堆栈，就可以知道没有响应的线程到底在后台做什么事情，或者等待什么资源。 如果java程序崩溃生成core文件，jstack工具可以用来获得core文件的java stack和native stack的信息，从而可以轻松地知道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，看到当时运行的java程序的java stack和native stack的信息, 如果现在运行的java程序呈现挂起的状态，jstack是非常有用的。

-F : 当正常输出请求不被响应时，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：

详细分析可看下这篇文章：Java命令学习系列（二）——Jstack