Java8性能监控与调优

一、JVM参数类型

1.标准参数:

   JVM各个版本相对稳定不变：

• -help
• -server
• -client
• -version
• -showversion
• -cp
• -classpath

2.X参数

   非标准化参数，JVM各个版本有可能会变，但是变化较小：

• -Xint：解释执行；
• Xcomp：第一次使用就编译成本地代码；
• Xmixed：混合模式，JVM自己来决定是否编译成本地代码；

3.XX参数

   非标准化参数，相对不稳定，主要用于JVM调优和Debug：

Boolean类型

• -XX:[±]<.name>表示启用或者禁用name属性，例如：-XX:+UseConcMarkSweepGC、-XX:+UseG1GC；

非Boolean类型

• -XX:<.name>=<.value>表示name的属性值是value，例如：-XX:MaxGCPauseMillis=500、-XX:GCTimeRatio=19;
• -Xms等价于-XX:InitialHeapSize表示初始化堆的大小；
• -Xmx等价于-XX:MaxHeapSize表示最大堆的大小；
• -Xss等价于-XX:ThreadStackSize表示栈的初始化大小；

4.参考示例

二、JVM运行时参数查看

• -XX:+PrintFlagsInitial查看JVM初始参数值；
• -XX:+PrintFlagsFinal查看JVM最终参数值；
• -XX:+UnlockExperimentalVMOptions解锁实验参数；
• -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions解锁诊断参数；
• -XX:+PrintCommandLineFlags打印命令行参数；
  

   注意: “=”表示默认参数值；“:=”表示被用户或者JVM修改后的值。

• jps -l：类似linux上的ps，专门用来查看Java进程；
• jinfo -flag 参数名称 进程id：查看指定进程的指定参数值，例如：jinfo -flag MaxHeapSize 131011；
• jinfo -flags 进程id：查看指定进程已经被主动赋值(手动/应用)的参数信息：jinfo -flags MaxHeapSize;
  

三、JVM统计信息查看

1.类装载信息

• jstat -class：类加载信息，例如：jstat -class 131011 1000 3 每隔1000毫秒（1秒）输出一次类加载信息，共输出3次；

2.垃圾回收信息

jstat -gc：垃圾回收信息，例如：jstat -gc 131011 输出一次垃圾回收信息：

• S0C、S1C、S0U、S1U：S0和S1的总量与使用量；
• EC、EU：Eden区总量与使用量
• OC、OU：Old区总量与使用量
• MC、MU：Metaspace区总量与使用量
• CCSC、CCSU：压缩类空间总量与使用量
• YGC、YGCT：YoungGC的次数与时间
• FGC、FGCT：FullGC的次数与时间
• GCT：总的GC时间

3.JIT编译

• -jstat -compiler：类编译信息，例如：jstat -compiler 131011；

4.命令执行结果

四、JVM内存溢出实战（jmap+MAT）

1.如何导出内存溢出时的映像文件

• 当发生内存溢出时JVM自动导出映像文件到制定路径。例如：设置JVM内存溢出时自动导出映像文件到当前路径：-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=./
• 使用jmap命令手动导出：jmap -dump:format=b,file=heap.hprof 7440
  

2.内存映像文件分析工具

        将生成的映像文件导入到MAT中，通过查看分析强引用对象的个数、内存的占比，对象内存的占用量确认是否发生内存泄漏，内存泄漏的类和方法是哪个。

3.堆内存溢出

参见内存溢出示例项目:monitor_tuning

4.非堆内存溢出

参见内存溢出示例项目:monitor_tuning

五、JVM死循环与死锁实战（jstack）

1.jstack打印JVM内部所有的线程；CPU利用率飙高

        用jps -l命令查看目前正在运行的Java进程列表，根据查询的进程编号用jstack+进程编号打印进程堆栈信息如下图所示：(建议将堆栈信息重定向到文件，内容较多且保存了事故现场信息)

        Java堆栈信息中nid值ox后的值即为十六进制java线程的pid，对应于命令：top -p 进程pid -H所展示的线程列表信息中十进制的pid，可以用命令：printf “x%” pid输出线程pid对应的十六进制，如下图所示：

参见死循环和死锁示例项目:monitor_tuning

六、基于Btrace的监控调试

1.安装

        下载安装Btrace地址：https://github.com/btraceio/btrace

2.配置环境变量

#Btrace settings
export BTRACE_HOME=/Users/Gandoph/Program/btrace-bin-1.3.11.3
export BTRACE_BIN=$BTRACE_HOME/bin
export PATH=$PATH:$BTRACE_BIN

3.导出依赖jar包

   	
   		com.sun.btrace
   		btrace-agent
   		1.3.11
   		jar
   		system
   		/Users/Gandoph/Program/btrace-bin-1.3.11.3/build/btrace-agent.jar
   	
   	
   		com.sun.btrace
   		btrace-boot
   		1.3.11
   		jar
   		system
   		/Users/Gandoph/Program/btrace-bin-1.3.11.3/build/btrace-boot.jar
   	
   	
   		com.sun.btrace
   		btrace-client
   		1.3.11
   		jar
   		system
   		/Users/Gandoph/Program/btrace-bin-1.3.11.3/build/btrace-client.jar
   	

4.编写监控脚本

参见示例项目:monitor_tuning中btrace目录下脚本编写，如下为简单脚本示例(类似Java代码)：

import com.sun.btrace.AnyType;
import com.sun.btrace.BTraceUtils;
import com.sun.btrace.annotations.BTrace;
import com.sun.btrace.annotations.Kind;
import com.sun.btrace.annotations.Location;
import com.sun.btrace.annotations.OnMethod;
import com.sun.btrace.annotations.ProbeClassName;
import com.sun.btrace.annotations.ProbeMethodName;

@BTrace
public class PrintArgSimple {
   
   @OnMethod(
           clazz="com.gandoph.monitor_tuning.btrace.Ch4Controller",
           method="arg1",
           location=@Location(Kind.ENTRY)
   )
   public static void anyRead(@ProbeClassName String pcn, @ProbeMethodName String pmn, AnyType[] args) {
   	BTraceUtils.printArray(args);
   	BTraceUtils.println(pcn+","+pmn);
   	BTraceUtils.println();
   }
}

5.启动btrace

        根据编写的btrace脚本启动btrace:

btrace 81145 PrintArgComplex.java

       其中81145即为要监控应用的进程pid，如果脚本中引用了外部类，则通过需要参数指定类加载路径：-cp + classpath，常见如下命令：

btrace -cp /Users/Gandoph/workspace/monitor_tuning/target/classes 81145 PrintArgComplex.java

6.执行结果

       执行结果常见下图：