虚拟机故障与故障处理工具之指令篇

一、JDK的基本监控和故障处理工具

JDK的bin目录下面的工具都是将tool.jar进行了一层薄薄的封装

Sun JDK监控和故障处理工具

名称	主要作用
jps	JVM Process Status Tool,显示指定系统内所有的HotSpot虚拟机进程
jstat	JVM Statistics Monitoring Tool,用于收集HotSpot虚拟机各方面的运行数据
jinfo	Configuration Info for Java，显示虚拟机配置信息
jmap	Memory Map for Java,生成虚拟机的内存准出快照（heapdump文件）
jhat	JVM Heap Dump Browser,用于分析heapdump文件，它会建立一个HTTP/HTML服务器，让用户可以在浏览器上查看分析结果
jstack	Stack Trace for Java，显示虚拟机的线程快照

二、JDK自带工具介绍

1.jps:虚拟机进程状况工具

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）名称以及这些进程的本地虚拟机唯一ID（Local Virtual Machine Identi
fier,LVMID）。对于本地虚拟机进程来说，LVMID与操作系统的进程ID（Process Ide
ntifier，PID）是一致的，使用Windows的任务管理器或者UNIX的ps命令也可以查询到虚拟机进程的LVMID，但如果同时启动了多个虚拟机进程，无法根据进程名称来定位时，那么只能依赖jps命令显示主类的功能才能区分了。

jps命令格式：jps [options][hostid]
jps可以通过RMI协议查询开启了RMI服务的远程虚拟机进程状态，hostid为RMI注册表中注册的主机名。jps中常见选项如下

选项	作用
-q	只输出LVMID，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	输出主类的全名，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JVM参数

jps执行样例，运行一个如下的测试类

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jps输入如下参数：jps -l

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如上图显示运行测试类的进程是12600，主类名称是MonitoringTest，服务器上操作系统的ID也是12600，正好印证前面所说LVMID与PID是一致的。

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2.jstat：虚拟机统计信息监视工具

jstat(JVM Statistics Monitoring Tool)是用于监视虚拟机各种运行状态信息的命
令行工具。它可以显示本地或者远程虚拟机进程中的类装载、内存、垃圾收集、JIT编译等运行数据

jstat命令格式为：jstat [option vmid [interval[s|ms] [count]]]

对于命令格式中的VMID与LVMID需要特别说明一下：如果是本地虚拟机进程，VMID与LVMID是一致的，如果是远程虚拟机进程，那VMID的格式应当是：
[protocol:][//]lvmid[@hostname[:port]/servername]

参数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。假设需要每250毫秒查询一次进程2764垃圾收集状况，一共查询20次，命令应当是：jstat -gc 12600 250 20

选项option代表着用户希望查询的虚拟机信息，主要分为3类：类装载、垃圾收集、运行期编译状况，具体选项及作用如下所示

选项	作用
-class	监视类装载、卸载数量、总空间以及类装载所耗费的时间
-gc	监视Java堆状况、包括Eden区、两个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，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、最小空间
-gcold	监视老年代GC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、最小空间
-gcpermcapacity	输出永久代使用到的最大、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

jstat命令与输出结果如下图所示

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查询结果表明：这台服务器的新生代Eden区（E表示Eden）使用了0%的空间，两个survivor区（s0，s1表示Surviovr0、Survivor1）里面都是空的，老年代（O表示old区）占用94.67%，元空间（M表示元空间）占用65.17%，压缩类空间大小（CCS表示压缩类空间）占用68.23%，发生YGC0次，FGC1000次，耗时1.758秒，总共GC耗时1.758秒

3.jinfo：Java配置信息工具

jinfo(Confighration Info for Java)的作用是实时地查看和调整虚拟机各项参数
。使用jps命令的-v参数可以查看虚拟机启动时显示指定的参数列表，但如果想知道未被显示指定的参数的系统默认值，只能显示使用jinfo的-flag选项进行查询了。

jinfo 命令格式：jinfo [option] pid，查询结果如下图所示

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4.jmap:Java内存映像工具

jmap(Memory Map for Java)命令用于生成堆转储快照（一般称为heapdump或dump
文件）。或者，可以使用-XX：+HeapDumpOnOutOfMemoryError参数，可以让虚拟机在OOM异常出现之后自动生成dump文件，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系统中通过kill -3命令发送进程退出信号，来拿dump文件。

jmap命令格式：jmap [option] vmid ,option选项的合法值与具体含义如下表所示

选项	作用
-dump	生成Java堆转储快照，格式为：-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，如使用哪种回收器，参数配置，分代情况等。只在Linux/Solaris平台下有效
-histo	显示堆中对象的统计信息，包括类、实例数量、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Linus/Solaris平台下有效

5.jhat:虚拟机堆转储快照分析工具

Sun JDK提供jhat(JVM Heap Analysis Tool)命令与jmap搭配使用，来分析jmap生
成的堆转储快照。jhat内置了一个微型的HTTP/HTML服务器，生成dump文件的分析结果后，可以在浏览器中查看。

jhat命令使用,jhat eclipse.bin

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屏幕显示“Server is ready”的提示后，用户在浏览器输入http://localhost:7000
就可以看到分析结果，如下图所示

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分析结果默认是以包为单位进行分组显示，分析内存泄漏问题主要会使用到其中的“Heap Histogram”(与jmap -histo功能一样)与OQL页签的功能，前者可以找到内存
中总容量最大的对象，后者是标准的对象查询语言，使用类似SQL的语法对内存中的对象进行查询统计。

6.jstack:Java堆栈跟踪工具

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每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等待着什么资源

jstack命令格式：jstack [option] vmid,option选项的合法值与具体含义见下表:

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，显示关于锁的附件信息
-m	如果调用到本地方法的话，可以显示C/C++的堆栈

运行如下图所示的代码

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使用jstack堆栈命令，打印下图内容

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可以从堆栈信息中显示MonitoringTest类中main方法线程处于runnable状态，代码中main方法中是一个不会退出的while循环，和堆栈中的内容相符