3.虚拟机性能监控与故障处理工具

JDK命令

以下介绍的JDK命令主要是处理应用程序性能问题、定位程序故障等情况。

JDK监控和故障处理工具

名称	主要作用
jps	显示指定系统内所有的HotSpot虚拟机进程
jstat	收集HotSpot虚拟机各方面的运行数据
jinfo	显示虚拟机配置信息
jmap	生成虚拟机的内存转储快照（heapdump文件）
jhat	分析heapdump文件，会建立一个HTTP/HTML服务器，让用户可以在浏览器查看分析结果
jstack	显示细腻的线程快照

jps：虚拟机进程状况工具

JVM Process Status Tool，显示指定系统内所有的虚拟机进程。列出正在运行的细腻及进程，并显示虚拟机执行主类以及这些进程的本地虚拟机唯一ID。类似ps。

-q：只输出进程 ID
-m：输出传入 main 方法的参数
-l：输出完全的包名，应用主类名，jar的完全路径名
-v：输出jvm参数
-V：输出通过flag文件传递到JVM中的参数

jps

与ps区别：启动多个虚拟机进程时，无法根据进程名称定位时，只能依赖jps命令显示主类的功能区分。

jstat：虚拟机统计信息监视工具

JVM Statistics Monitoring Tool，用于收集虚拟机各方面的运行数据。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。

-class 显示ClassLoad的相关信息；
-compiler 显示JIT编译的相关信息；
-gc 显示和gc相关的堆信息；
-gccapacity 显示各个代的容量以及使用情况；
-gcmetacapacity 显示metaspace的大小
-gcnew 显示新生代信息；
-gcnewcapacity 显示新生代大小和使用情况；
-gcold 显示老年代和永久代的信息；
-gcoldcapacity 显示老年代的大小；
-gcutil 显示垃圾收集信息；
-gccause 显示垃圾回收的相关信息（通-gcutil）,同时显示最后一次或当前正在发生的垃圾回收的诱因；
-printcompilation 输出JIT编译的方法信息；

解析：jstat -gc 13504 2000 20（每隔2秒监控一次，共做10次）

名称	主要作用
S0C,S1C	survivor space 幸存区0,1当前空间大小
S0U,S1U	survivor space 幸存区0,1使用空间大小
EC	Eden space 伊甸园当前空间大小
EU	Eden space 伊甸园使用空间大小
OC	Old space老年代当前空间大小
OU	Old space老年代使用空间大小
MC	Metaspace 元空间总空间大小
MU	Metaspace 元空间使用空间大小
CCSC	压缩类空间大小
CCSU	压缩类空间使用大小
YGC	YoungGC年轻代垃圾回收次数
YGCT	YoungGC年轻代垃圾回收时间
FGC	FullGC老年代垃圾回收次数
FGCT	FullGC老年代垃圾回收时间
GCT	全部GC时间

jstat参数解析参考：https://blog.csdn.net/maosijunzi/article/details/46049117

jinfo：java配置信息工具

Configuration Info for Java，显示虚拟机配置信息。可以实时查看虚拟机的相关配置信息。

no option 输出全部的参数和系统属性
-flag name 输出对应名称的参数
-flag [+|-]name 开启或者关闭对应名称的参数
-flag name=value 设定对应名称的参数
-flags 输出全部的参数
-sysprops 输出系统属性

eg：jinfo -flags pid 描述：输出全部的参数

jmap：java内存映射工具

Memory Map for Java，生成虚拟机的内存转储快照（heapdump或dump文件）。还可以查询finalize执行队列，java堆和永久带的详细信息，如空间使用率，当前使用的哪种收集器等等。

-heap： 显示Java堆详细信息
-histo[:live]： 显示堆中对象的统计信息
-finalizerinfo： 显示在F-Queue队列等待Finalizer线程执行finalizer方法的对象
-dump:：生成堆转储快照
-F：当-dump没有响应时，使用-dump或者-histo参数. 在这个模式下,live子参数无效.

eg1: jmap -heap 16840堆信息

eg2: jmap -dump:format=b,file=aa.bin 57524

jhat：虚拟机堆转储快照分析工具

JVM Heap Dump Browser，用于分析heapdump文件，建立一个Http/HTML服务器，查看分析结果。与jmap搭配使用，分析jmap生成的快照。

eg: jhat aa.bin

访问:http://localhost:7000/ 即可看到当时的快照信息，默认以包为单位显示，不常使用不做具体分析。

jstack：java堆栈跟踪工具

Stack Trace for Java，jstack是jdk自带的线程堆栈分析工具，使用该命令可以查看或导出 Java 应用程序中线程堆栈信息。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每一条线程正在执行的方法堆栈的集合，生成的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等。

-l 长列表. 打印关于锁的附加信息,例如属于java.util.concurrent 的 ownable synchronizers列表.
-F 当’jstack [-l] pid’没有相应的时候强制打印栈信息
-m 打印java和native c/c++框架的所有栈信息.
-h | -help 打印帮助信息
jstack -F pid >> a.log

可以用其来检查死锁。线程1与线程2都只进行加锁操作，不进行释放锁。此时发生死锁现象。

        ReentrantLock lock1 = new ReentrantLock();
        ReentrantLock lock2 = new ReentrantLock();

        Thread t1 = new Thread(() -> {
            lock1.lock();
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (Exception e) {}
            lock2.lock();
        });

        Thread t2 = new Thread(() -> {
            lock1.lock();
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (Exception e) {}
            lock2.lock();
        });
        t1.start();
        t2.start();

JDK可视化工具

若当真排查问题使用命令行，那选择放弃可以不？不过，好在JDK提供了两个功能强大的可视化工具（JConsole,JVisualVM），其中JVisualVM现已成为Oracle主力推动的多合一故障处理工具，兼容JConsole。

jconsole

Jconsole （Java Monitoring and Management Console），一种基于JMX的可视化监视、管理工具。包括以下基本功能：概述、内存、线程、类、VM概要、MBean... ...

jvisualVM

VisualVM 已在JDK6.0 update 7 中自带(java启动时不需要特定参数，监控工具在bin/jvisualvm.exe)，能够监控线程，内存情况，查看方法的CPU时间和内存中的对 象，已被GC的对象，反向查看分配的堆栈(如100个String对象分别由哪几个对象分配出来的)。

使用jvisualVM要做到什么：出现OOM或者内存泄漏后，可以使用它定位到具体的代码。

使用介绍：安装插件

插件

简单介绍

1.基本信息

2.heapdump 对应命令jmap

heapdump

2.threaddump对应命令jstack

threaddump

问题思考：
线上如何监控内存，cpu情况？
线上如何定位OOM问题，如果是偶发，无规律，即不能通过jvisualVM监控。

生产实战演示

见我的另一篇文章生产内存溢出问题

BTrace：动态日志跟踪

BTrace是一个安全的JVM动态追踪工具，典型的使用场景是，“我要查个问题，可那个方法没有打印入口参数和返回结果日志”，“我想看某个方法的执行耗时”，“我想查看某方法如System.GC()的调用栈”等等，这些都是BTrace可以小试牛刀的地方。它的优势是，直接attach应用JVM，不用重启应用进程，可比较快速方便地定位问题。

/* BTrace Script Template */
import com.sun.btrace.annotations.*;
import static com.sun.btrace.BTraceUtils.*;
import com.sun.btrace.BTraceUtils;
@BTrace(unsafe = true)// 表示这是一个BTrace跟踪脚本，并启用unsafe模式(因为使用了BTraceUtils以外的方法，即String.valueOf(obj))
public class TracingScript {
   
 @OnMethod(clazz="com.example.demo.web.UserController", //类的全名
       method="login",// 方法名
       location=@Location(Kind.RETURN))// 表示跟踪某个类的某个方法，位置为方法返回处
   
    public static void test(@Self com.example.demo.web.UserController self,  
           com.example.demo.constant.UserVo userVo,@Return String result) {
       println("test start!");
       jstack();
       println(self);
       println(String.valueOf(userVo)) ;
       println(result);
       println("test end!");
   }
}

结果：

btrace