JVM学习总结，虚拟机性能监控、故障处理工具：jps、jstat、jinfo、jmap、Visual VM、jstack等

上篇：JVM学习总结，全面介绍运行时数据区域、各类垃圾收集器的原理使用、内存分配回收策略
参考资料：《深入理解Java虚拟机》第三版

常用工具一图流：

三，虚拟机性能监控、故障处理工具

  给一个系统定位问题的时候，知识、经验是关键基础，数据是依赖，工具则是运用知识处理数据的手段。这里说的数据包括但不限于异常堆栈、虚拟机运行日志、垃圾收集器日志、线程快照（threaddump/javacore文件）、堆转储快照（heapdump/hprof文件）等。恰当地使用虚拟机故障处理、分析的工具可以提升我们分析数据、定位并解决问题的效率，但我们在学习工具之前，也应该意识到工具永远都是知识技能的一层包装。

  总所周知JDK的bin目录中有java.exe、javac.exe这两个命令行工具，随着JDK的版本迭代，这些小工具的数量与功能也在不断的增强中。除了编译与运行Java程序外，打包、部署、签名、调试、监控、运维等各种场景都有可能会遇到它们（展示的是jdk17）：

1）jps：虚拟机进程状况工具

  JDK很多小工具的命名都参考了UNIX命令的命名方式，jps（JVM Process Status Tool）则是其中的典型，除了命令像UNIX的ps命令之外，它的功能也与之类似：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函数所在的类）名称以及这些进程的本地虚拟机唯一ID（LVMID，Local Virtual Machine Identifier）。

  虽然jps的功能比较单一，但其绝对是使用得最多的命令行工具之一，对于本地虚拟机进程来说LVMID与操作系统的进程ID（PID，Process Identifier）是一致的，使用windows的任务管理器或者UNIX的ps -ef|grep、losf -i:[host port]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进行定位时，那就必须依赖jps命令显示主类的功能才能去区分了。

# 通过此命令可以查看虚拟机上所有运行的Java进程，有时候我们不知道端口或者应用名称，就可以使用这个命令查看Java进程的PID
jps [options] [hostid]
	# 参数options
	-q # 只输出LVMID
	-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，则输出jar的路径
	-v # 输出虚拟机进程启动时的JVM参数
	-V # 输出仅包含本地JVM标识符的列表

jps -v|grep 2485查看某个Java进程的启动JVM参数：

2）jstat：虚拟机统计信息监视工具

  jstat（JVM Statistics Monitoring Tool）是用于监视虚拟机的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加载、内存、垃圾收集、即时编译等运行时数据，在没有GUI图形页面、只提供纯文本控制台环境的服务器上，它是运行期定位虚拟机性能问题的常用工具。

# 注意s|ms中的|不是L
jstat [option vmid [interval[s|ms] [count]]]
# 如果是本地的虚拟机进程，那么VMID与LVMID是一致的，但如果是远程的虚拟机进程的话，那VMID的格式应该改变：
[protocol:][//]lvmid[@hostname[:port]/servername]
	# 参数解释
	interval # 查询间隔，表示多久执行一次查询
	count # 查询次数，如果省略这个和上面的参数则代表只查询一次
	# 假设需要每隔250ms查询一次垃圾收集情况，共查询20次：
	jstat -gc [vmid] 250 20
	# 参数枚举option，代表用户希望查询的虚拟机信息，主要分为三类：类加载、垃圾收集、运行期编译状况，详细参数如下：

参数	jstat [option] vmid 中option参数作用
-class	监视类加载、卸载数量、总空间以及类装载所耗费的时间
-gc	监视Java堆情况，包括Eden、Survivor、老年代、永久代等的容量，已用空间，垃圾收集时间合计等信息
-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功能一致，但是会多输出导致上一次垃圾收集产生的原因
-gcnew	监视新生代的垃圾收集情况
-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	监视老年代垃圾收集情况
-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	输出即时编译器编译过的方法、耗时等信息
-printcompilation	输出已经被即时编译的方法

举例查询说明jstat -gcutil 2485 1000 5：

查询结果表明：这台机器上的2485进程（一个Java项目）

1. E：新生代Eden（E表示Eden）使用了35.29%的空间；
2. S0、S1：一个Survivor区使用了96.99%一个未使用（S0与S1表示Survivor0与Survivor1）；
3. O、M：老年代（O表示Old）使用了54.63%，而元空间区（M表示Metaspace）使用了99.3%；
4. CCS：当前压缩类空间的容量（CCS）使用了97.33%；
5. YGC、YGCT：程序自运行以来执行了12次Minor GC（YGC表示Young GC），总耗时0.032秒（TGCT表示YGC Time耗时时间）；
6. FGC、FGCT：程序自运行以来执行了0次Full GC（FGC表示Full GC），总耗时0秒（FGCT表示FGC Time耗时时间）；
7. CGC、CGCT：并发GC的数量（CGC表示Concurrent GC）为8，总耗时0.005秒；
8. GCT：程序自运行以来所有GC的总耗时为0.037秒（GCT表示GC Time）。

3）jinfo：Java配置信息工具

  jinfo（Configuration Info for Java）的作用是实时查看和调整虚拟机的各项参数。使用jps -v参数可以查看虚拟机启动时显式指定的参数列表，但如果想知道未被显式指定的参数的系统默认值，除了去找资料外，就只能使用jinfo -flag 或者 java -XX:PrintFlagsFinal。jinfo还可以使用-sysprops选项把虚拟机进程的System.getProperties()内容打印出来。

# 查询指定参数值
jinfo [option] [vmid]
	# 查询G1的Region设置大小值（我使用的是Jdk17）
	jinfo -flag G1HeapRegionSize 2485

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（一般称之为heapdump或dump文件）。之前说过还可以通过-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError参数来让在JVM发生内存溢出异常时自动生成堆转储快照文件，还可以通过-XX:+HeapDumpOnCtrlBreak参数则可以使用[Ctrl]+[Break]键让虚拟机生成堆转储快照文件，又或者在Linux系统下通过kill -3命令发送进程退出信号，也能拿到dump文件。

  jmap的作用不仅仅是为了获取堆转储快照文件，它还可以查询finalize执行队列，Java堆和方法区的详细信息，如空间使用率、当前使用的是哪种收集器等。

# jmap命令格式：
jmap [option] vmid
	# 生成一个dump快照，生成的文件会直接保存在当前目录下
	jmap -dump:format=b,file=myboot.bin 2485

参数	jmap [option] vmid 中option参数作用
-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
-heap	显示Java堆详细信息，如使用哪种回收器、参数配置、分代状况（已弃用）
-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的内存状态
-F	当虚拟机对-dump参数无响应时，可使用这个参数强制生成dump快照

5）jhat：虚拟机堆转储快照分析工具

  上面我们已经使用jmap命令来获取堆存储快照了，接下来我们就需要对该文件进行分析，JDK提供了jhat（JVM Heap Analysis Tool）命令与jmap搭配使用，来分析dump文件，但是在JDK9时该命令就被删除了。jhat使用可查看这篇文章。

# JDK9之后官方建议用VisualVM代替，在JDK8环境中还是可以使用的
jhat myboot.bin

VisualVM下载地址，Java的VM监控工具，jconsole的增强版，拥有非常强大的功能~

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javacore文件）。线程快照就是当前虚拟机内每一条线程正在执行的方法堆栈集合，生成线程快照的目的通常是为了定位线程出现长时间停顿的原因，如线程间死锁问题、死循环、请求外部资源而导致的长时间挂起等，都是导致线程长时间停顿的常见原因。线程出现停顿时可通过jstack来查看各个线程的调用堆栈，就可以获知没有响应的线程到底在后台做什么，或者等待什么资源。

# jstack命令格式
jstack [option] vmid
	# 参数option
	-l # 除堆栈外，显示关于锁的附加信息
	-F # 当正常输出的请求不被响应时，强制输出线程堆栈（已弃用）

从JDK5开始，java.lang,Thread类新增了一个方法getAllStackTraces()方法用于获取虚拟机中所有线程的StackTraceElement对象。使用这个方法就可以通过几行代码完成jstack的大部分功能。

7）其他命令

前面介绍了几个常用的命令，还有很多其他强大的命令就不一一介绍了，查看官方文档介绍。