JVM性能调优监控工具jps、jstack、jmap、jhat、jstat、jinfo、jconsole使用详解
JDK本身提供了很多方便的JVM性能调优监控工具,除了集成式的VisualVM和jConsole外,还有jps、jstack、jmap、jhat、jstat等小巧的工具,本博客希望能起抛砖引玉之用,让大家能开始对JVM性能调优的常用工具有所了解。
现实企业级Java开发中,有时候我们会碰到下面这些问题:
OutOfMemoryError,内存不足
内存泄露
线程死锁
锁争用(Lock Contention)
Java进程消耗CPU过高
......
这些问题在日常开发中可能被很多人忽视(比如有的人遇到上面的问题只是重启服务器或者调大内存,而不会深究问题根源),但能够理解并解决这些问题是Java程序员进阶的必备要求。本文将对一些常用的JVM性能调优监控工具进行介绍,希望能起抛砖引玉之用。本文参考了网上很多资料,难以一一列举,在此对这些资料的作者表示感谢!关于JVM性能调优相关的资料,请参考文末。
A、 jps(Java Virtual Machine Process Status Tool)
jps主要用来输出JVM中运行的进程状态信息。语法格式如下:
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jps [options] [hostid] |
如果不指定hostid就默认为当前主机或服务器。
命令行参数选项说明如下:
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-q 不输出类名、Jar名和传入main方法的参数 -m 输出传入main方法的参数 -l 输出main类或Jar的全限名 - v 输出传入JVM的参数 |
比如下面:
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root@ubuntu:/ # jps -m -l 2458 org.artifactory.standalone.main.Main /usr/local/artifactory-2 .2.5 /etc/jetty .xml 29920 com.sun.tools.hat.Main -port 9998 /tmp/dump .dat 3149 org.apache.catalina.startup.Bootstrap start 30972 sun.tools.jps.Jps -m -l 8247 org.apache.catalina.startup.Bootstrap start 25687 com.sun.tools.hat.Main -port 9999 dump.dat 21711 mrf-center.jar |
B、 jstack
jstack主要用来查看某个Java进程内的线程堆栈信息。语法格式如下:
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jstack [option] pid jstack [option] executable core jstack [option] [server- id @]remote- hostname -or-ip |
命令行参数选项说明如下:
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-l long listings,会打印出额外的锁信息,在发生死锁时可以用jstack -l pid来观察锁持有情况 -m mixed mode,不仅会输出Java堆栈信息,还会输出C /C ++堆栈信息(比如Native方法) |
jstack可以定位到线程堆栈,根据堆栈信息我们可以定位到具体代码,所以它在JVM性能调优中使用得非常多。下面我们来一个实例找出某个Java进程中最耗费CPU的Java线程并定位堆栈信息,用到的命令有ps、top、printf、jstack、grep。
第一步先找出Java进程ID,我部署在服务器上的Java应用名称为mrf-center:
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root@ubuntu:/ # ps -ef | grep mrf-center | grep -v grep root 21711 1 1 14:47 pts /3 00:02:10 java -jar mrf-center.jar |
得到进程ID为21711,第二步找出该进程内最耗费CPU的线程,可以使用ps -Lfp pid或者ps -mp pid -o THREAD, tid, time或者top -Hp pid,我这里用第三个,输出如下:
TIME列就是各个Java线程耗费的CPU时间,CPU时间最长的是线程ID为21742的线程,用
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printf "%x\n" 21742 |
得到21742的十六进制值为54ee,下面会用到。
OK,下一步终于轮到jstack上场了,它用来输出进程21711的堆栈信息,然后根据线程ID的十六进制值grep,如下:
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root@ubuntu:/ # jstack 21711 | grep 54ee "PollIntervalRetrySchedulerThread" prio=10 tid=0x00007f950043e000 nid=0x54ee in Object.wait() [0x00007f94c6eda000] |
可以看到CPU消耗在PollIntervalRetrySchedulerThread这个类的Object.wait(),我找了下我的代码,定位到下面的代码:
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// Idle wait getLog().info( "Thread [" + getName() + "] is idle waiting..." ); schedulerThreadState = PollTaskSchedulerThreadState.IdleWaiting; long now = System.currentTimeMillis(); long waitTime = now + getIdleWaitTime(); long timeUntilContinue = waitTime - now; synchronized (sigLock) { try { if (!halted.get()) { sigLock.wait(timeUntilContinue); } } catch (InterruptedException ignore) { } } |
它是轮询任务的空闲等待代码,上面的sigLock.wait(timeUntilContinue)就对应了前面的Object.wait()。
C、 jmap(Memory Map)和jhat(Java Heap Analysis Tool)
jmap用来查看堆内存使用状况,一般结合jhat使用。
jmap语法格式如下:
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jmap [option] pid jmap [option] executable core jmap [option] [server- id @]remote- hostname -or-ip |
如果运行在64位JVM上,可能需要指定-J-d64命令选项参数。
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jmap -permstat pid |
打印进程的类加载器和类加载器加载的持久代对象信息,输出:类加载器名称、对象是否存活(不可靠)、对象地址、父类加载器、已加载的类大小等信息,如下图:
使用jmap -heap pid查看进程堆内存使用情况,包括使用的GC算法、堆配置参数和各代中堆内存使用情况。比如下面的例子:
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root@ubuntu:/ # jmap -heap 21711 Attaching to process ID 21711, please wait... Debugger attached successfully. Server compiler detected. JVM version is 20.10-b01 using thread- local object allocation. Parallel GC with 4 thread(s) Heap Configuration: MinHeapFreeRatio = 40 MaxHeapFreeRatio = 70 MaxHeapSize = 2067791872 (1972.0MB) NewSize = 1310720 (1.25MB) MaxNewSize = 17592186044415 MB OldSize = 5439488 (5.1875MB) NewRatio = 2 SurvivorRatio = 8 PermSize = 21757952 (20.75MB) MaxPermSize = 85983232 (82.0MB) Heap Usage: PS Young Generation Eden Space: capacity = 6422528 (6.125MB) used = 5445552 (5.1932830810546875MB) free = 976976 (0.9317169189453125MB) 84.78829520089286% used From Space: capacity = 131072 (0.125MB) used = 98304 (0.09375MB) free = 32768 (0.03125MB) 75.0% used To Space: capacity = 131072 (0.125MB) used = 0 (0.0MB) free = 131072 (0.125MB) 0.0% used PS Old Generation capacity = 35258368 (33.625MB) used = 4119544 (3.9287033081054688MB) free = 31138824 (29.69629669189453MB) 11.683876009235595% used PS Perm Generation capacity = 52428800 (50.0MB) used = 26075168 (24.867218017578125MB) free = 26353632 (25.132781982421875MB) 49.73443603515625% used .... |
使用jmap -histo[:live] pid查看堆内存中的对象数目、大小统计直方图,如果带上live则只统计活对象,如下:
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root@ubuntu:/ # jmap -histo:live 21711 | more num #instances #bytes class name ---------------------------------------------- 1: 38445 5597736 <constMethodKlass> 2: 38445 5237288 <methodKlass> 3: 3500 3749504 <constantPoolKlass> 4: 60858 3242600 <symbolKlass> 5: 3500 2715264 <instanceKlassKlass> 6: 2796 2131424 <constantPoolCacheKlass> 7: 5543 1317400 [I 8: 13714 1010768 [C 9: 4752 1003344 [B 10: 1225 639656 <methodDataKlass> 11: 14194 454208 java.lang.String 12: 3809 396136 java.lang.Class 13: 4979 311952 [S 14: 5598 287064 [[I 15: 3028 266464 java.lang.reflect.Method 16: 280 163520 <objArrayKlassKlass> 17: 4355 139360 java.util.HashMap$Entry 18: 1869 138568 [Ljava.util.HashMap$Entry; 19: 2443 97720 java.util.LinkedHashMap$Entry 20: 2072 82880 java.lang.ref.SoftReference 21: 1807 71528 [Ljava.lang.Object; 22: 2206 70592 java.lang.ref.WeakReference 23: 934 52304 java.util.LinkedHashMap 24: 871 48776 java.beans.MethodDescriptor 25: 1442 46144 java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$HashEntry 26: 804 38592 java.util.HashMap 27: 948 37920 java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Segment 28: 1621 35696 [Ljava.lang.Class; 29: 1313 34880 [Ljava.lang.String; 30: 1396 33504 java.util.LinkedList$Entry 31: 462 33264 java.lang.reflect.Field 32: 1024 32768 java.util.Hashtable$Entry 33: 948 31440 [Ljava.util.concurrent.ConcurrentHashMap$HashEntry; |
class name是对象类型,说明如下:
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B byte C char D double F float I int J long Z boolean [ 数组,如[I表示int[] [L+类名 其他对象 |
还有一个很常用的情况是:用jmap把进程内存使用情况dump到文件中,再用jhat分析查看。jmap进行dump命令格式如下:
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jmap -dump: format =b, file =dumpFileName 进程号 (文件的后缀建议采用".hprof") |
我一样地对上面进程ID为21711进行Dump:
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root@ubuntu:/ # jmap -dump:format=b,file=/tmp/dump.hprof 21711 Dumping heap to /tmp/dump .hprof ... Heap dump file created |
dump出来的文件可以用MAT、VisualVM等工具查看,这里用jhat查看:
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root@ubuntu:/ # jhat -port 9998 /tmp/dump.dat Reading from /tmp/dump .dat... Dump file created Tue Jan 28 17:46:14 CST 2014 Snapshot read , resolving... Resolving 132207 objects... Chasing references, expect 26 dots.......................... Eliminating duplicate references.......................... Snapshot resolved. Started HTTP server on port 9998 Server is ready. |
然后就可以在浏览器中输入主机地址:9998查看了:
上面红线框出来的部分大家可以自己去摸索下,最后一项支持OQL(对象查询语言)。
D、jstat(JVM统计监测工具)
监控的内容有:类装载、内存、垃圾收集、jit编译的信息。
语法格式如下:
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jstat [ generalOption | outputOptions vmid [interval[s|ms] [count]] ] |
vmid是虚拟机ID,在Linux/Unix系统上一般就是进程ID。interval是采样时间间隔。count是采样数目。比如下面输出的是GC信息,采样时间间隔为250ms,采样数为4:
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root@ubuntu:/ # jstat -gc 21711 250 4 S0C S1C S0U S1U EC EU OC OU PC PU YGC YGCT FGC FGCT GCT 192.0 192.0 64.0 0.0 6144.0 1854.9 32000.0 4111.6 55296.0 25472.7 702 0.431 3 0.218 0.649 192.0 192.0 64.0 0.0 6144.0 1972.2 32000.0 4111.6 55296.0 25472.7 702 0.431 3 0.218 0.649 192.0 192.0 64.0 0.0 6144.0 1972.2 32000.0 4111.6 55296.0 25472.7 702 0.431 3 0.218 0.649 192.0 192.0 64.0 0.0 6144.0 2109.7 32000.0 4111.6 55296.0 25472.7 702 0.431 3 0.218 0.649 |
要明白上面各列的意义,先看JVM堆内存布局:
可以看出:
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堆内存 = 年轻代 + 年老代 + 永久代 年轻代 = Eden区 + 两个Survivor区(From和To) |
现在来解释各列含义:
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S0C、S1C、S0U、S1U:Survivor 0 /1 区容量(Capacity)和使用量(Used) EC、EU:Eden区容量和使用量 OC、OU:年老代容量和使用量 PC、PU:永久代容量和使用量 YGC、YGT:年轻代GC次数和GC耗时 FGC、FGCT:Full GC次数和Full GC耗时 GCT:GC总耗时 |
E、jinfo(实时查看与调整虚拟机的各项参数)
jinfo的语法格式如下:
Usage:
jinfo [option] <pid>
(to connect to running process)
jinfo [option] <executable <core>
(to connect to a core file)
jinfo [option] [server_id@]<remote server IP or hostname>
(to connect to remote debug server)
where <option> is one of:
-flag <name> to print the value of the named VM flag
-flag [+|-]<name> to enable or disable the named VM flag
-flag <name>=<value> to set the named VM flag to the given value
-flags to print VM flags
-sysprops to print Java system properties
<no option> to print both of the above
-h | -help to print this help message
E、jconsole
作用有:内存监控、线程监控、死锁。
其他JVM性能调优参考资料:
《Java虚拟机规范》
《Java Performance》
《Trouble Shooting Guide for JavaSE 6 with HotSpot VM》: http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/tsg-vm-149989.pdf
《Effective Java》
VisualVM: http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/visualvm/
jConsole: http://docs.oracle.com/javase/1.5.0/docs/guide/management/jconsole.html
Monitoring and Managing JavaSE 6 Applications: http://www.oracle.com/technetwork/articles/javase/monitoring-141801.html
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