JVM那点事-JDK命令行工具+JProfiler的使用（排查线上问题）

1. JDK常用命令

1.1 jps：虚拟机进程状况工具

jps功能：

和ps命令类似，可以列出正在运行的虚拟机进程，并显示虚拟机执行主类（Main Class，main()函数所在的类）名称和进程ID。

参数含义：

选项	作用
-q	只输出进程ID，省略主类的名称
-m	输出虚拟机进程启动时传递给主类main()函数的参数
-l	输出主类全名，如果进程执行的是Jar包，输出jar路径
-v	输出虚拟机进程启动时的JVM参数

一般使用JPS直接去获取进程ID。

1.2 jstat：[stæt]虚拟机统计信息监测工具

jstat功能：

监视JVM执行状态信息的命令行工具。显示本地或者远程JVM的类加载、内存、垃圾回收、JIT编译等运行数据，只提供纯文本在控制台的服务器上。是运行期定位JVM性能问题的首选工具。

jstat的用法

我们对jstat -gcutil进行分析：

• S：两个Survivor区（S0占0%，S1占4.01%空间）；
• E：表示Eden区，使用了72.19%的空间；
• O：表示Old区，代表老年代；
• M：代表Permanent，代表永久代；
• YGC、FGC：代表年轻代，老年代GC次数；
• YGCT、FGCT、GCT：代表年轻代GC、老年代GC和所有GC的时间。

jstat常用命令

查询单位时间内的GC情况：

jstat -gcutil PID 250 100，250毫秒输出日志，查询100次，查询这段时间内GC情况。看看是不是频繁Full GC导致系统缓慢

1.3 jinfo：Java配置信息工具

jinfo的功能：

实时地查看和调整虚拟机各项参数。

jinfo命令格式：

jinfo [option]
可以使用 jinfo -flag name=value 修改一部分运行期可写的虚拟机参数值。

1.4 jmap：java内存映像工具

jamp的功能：

用于生成堆转储快照（一般称为heapdump或dump文件）如果不使用jmap命令，

• 可以使用-XX：+HeapDumpOnOutOfMemoryError参数，让虚拟机在OOM异常出现后自动生成dump文件。
• 或者通过-XX:+HeapDumpOnCtrlBreak参数，则可以使用[Ctrl]+[Break]键让虚拟机生成dump文件。
• 或者在Linux系统下通过Kill -3命令发送进程退出信号“吓唬”虚拟机，也能拿到dump文件。

jmap的功能：

1. 获取dump文件；
2. 查询finalize执行队列；详见JVM那点事-对象的自救计划
3. Java堆和永久代的详细信息，比如空间使用率，当前用的哪种收集器。

jmap的常用命令：

jmap -histo:live 【pid】> ab.txt 查询内存中对象占比。

jmap -dump:live,format=b,file=tai.dump pid 生成dump文件

1.5 jstack：[stæk]java堆栈跟踪工具

jstack的作用：
命令一般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）

jstack的目的：
生成线程快照的主要目的就是定位线程出现长时间停顿的原因。

jsatck常用命令：

jstack -l 【线程pid】 查询线程堆栈信息。

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2. 使用JProfiler工具分析情况

运行很久的系统突然服务很慢，一般是大量请求进行访问，导致：

1. 慢查询导致线程阻塞，服务变慢；
2. 查询大量“大对象”导致频繁GC，服务变慢；

一般生产环境集成skywalking来监控服务的各项指标。

将线上环境dump下的hhh.hprof文件(使用jmap -dump:live,format=b,file=hhh.hprof [pid进程id]得到)使用JProfiler工具打开：

1. 发现存在大量大对象，这是引起频繁GC的原因

发现存在大量大对象.png

2. 查看调用栈

查看调用栈.png

image.png

3. 查看GC Roots

查询GC节点.png

找到问题线程.png

4. 根据问题线程去定位代码

定位问题代码时，一般情况下是定位com开头的包，并且从下往上去分析线程调用栈。

定位问题代码.png

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问题一：线程CPU占用率100%怎么排查？

1. 出现CPU占用率100%原因

• 业务代码原因，大量线程执行Runnable。
• GC线程频繁执行，此时一般是发生内存泄漏。

2. 排查CPU占用高的命令：

1. 定位消耗cpu最高的进程PID；
2. 根据PID查出消耗cpu最高的线程号；
3. 根据线程号查出对应的java线程，进行处理；

我们我们进一步思考，需要什么命令？

• Linux环境中，使用top命令，可以按cpu占用率多少输出PID；
• 使用top -Hp PID，显示一个进程的线程运行的信息列表。按下[P]可以得到占有率最高线程的PID；
• 将线程PID转换为十六进制的nid；
• 使用jstack命令：jstack -l 线程PID> ./文件名打印出来；
• 使用nid定位到问题所在位置。
• 若是GC线程频繁执行导致，那么使用JProfiler进行分析。

如何分析jstack输出的threaddump文件？

1. New：当线程对象创建时存在的状态，此时线程不可被执行；
2. Runnable：线程处于可运行态，只要得到cpu，就可以执行；
3. Running：线程正在执行；
4. Waiting：执行join()或者wait()方法后，表示该线程正处于等待状态，等待某个资源或条件产生唤醒自己；
5. Timed_Waiting：有时间的等待；
6. Blocked：阻塞状态，即进入同步方法中，但是没有获得锁；
7. Dead：线程结束；
8. Deadlock：表示有死锁；
9. Waiting on condition：等待某个资源或条件来唤醒自己。比如线程正在sleep或者IO等待；
10. Waiting on monitor entry：在等待获取锁；
11. in Object.wait()：获取锁之后又执行obj.wait()放弃锁；

小结：
对于jsatck的日志，若是系统运行慢我们要着重关注Blocked、Waiting on condition、Waiting on monitor entry、Deadlock状态；
若是系统cpu消耗高那么肯定有线程执行死循环，那么需要关注Runnable状态

问题二：如何排查内存泄露和内存溢出

1. 出现内存溢出的原因？

• 内存中一次性加载的数据量过于庞大，比如一次从数据库获取过多数据。
• 集合对象中有对象的引用，集合在使用完毕之后未清空。
• 代码找那个存在死循环或者过多重复的对象实体。
• JVM启动参数内存值设定过小。
• 调用ThreadLocal对象但是没有remove()掉。

2. 排查内存溢出的命令
数据在一段时间内一直不正常，十有八九是内存泄露导致的。

• 使用jps找出正在运行的虚拟机进程ID(PID)；
• 使用jstat分析运行时JVM进程状况，使用jstat -gcutil PID 250 100，250毫秒溢出，查询100次，查询这段时间内GC情况。看看是不是频繁Full GC导致系统缓慢。
• 使用 jmap命令，内存映像工具。生成heap dump（dump文件）。
• 使用java heap分析工具——MAT的使用，找出内存占用超出预期的嫌疑对象；
• 分析MAT中的Histogram柱状图和Dominator Tree支配者树，分析嫌疑对象和其他对象的引用关系（GC Roots路径）；
• 分析程序源码，找出嫌疑对象数量过多的原因。

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