JVM监控管理及故障诊断工具之——常用命令

我们开发的程序或多或少存在各种潜在bug和性能问题。如何尽早将这些问题解决，除了需要我们自身具备丰富的经验之外，善于利用工具获取各种数据（如GC日志，堆栈信息，系统日志，线程快照等）、分析数据，从而快速定位问题也是十分重要的一环。所以，我们很有必要熟悉JVM提供给我们的工具，帮助我们从纷繁的问题中发现蛛丝马迹，从此一身轻松。本文便选取了常用的几个监控工具集故障诊断命令，以飨众神，O(∩_∩)O~

一、监控管理工具

以下三个命令常用于监视JVM虚拟机性能及资源消耗情况：

1、jps-Java Virtual Machine Process Status Tool

使用说明： 该命令用于列出目标系统上正在运行的虚拟机进程（每个java程序会独占一个java虚拟机实例）。所列信息包括进程ID及虚拟机执行主类名称，对于非root账户，只能显示当前用户启动的虚拟机进程。值得注意的是，java程序启动后，默认会在/tmp/hsperfdata_${user_name}目录下以该进程ID为文件名的文件，并将jvm运行相关信息存储其中，其中user_name是当前用户名。出现无法查看时，可能是磁盘读写、目录权限；临时文件丢失；java进程信息文件存储地址呗设置（-Djava.io.tmpdir）等问题。

命令格式：

jps [opions] [hostid]

options: 命令行选项；hostid:RMI注册表中注册的主机名,默认是localhost

参数详解：

选项	描述
-q	只显示进程ID
-m	显示传递给main方法的参数
-l	显示执行主类全名，jar则为其所在全路径
-v	显示传递给JVM的命令行参数

2、jstat-Java Virtual Machine Statistics Monitoring Tool

使用说明： 该命令用于输出给定java进程的统计信息。在只有控制台的环境中（比如生产环境），该命令十分奏效。我们主要通过它可以显示系统中垃圾回收、类装载、运行期编译状况等数据。

命令格式：

jstat [generalOpion] [outputOptions] vmid [interval][s|ms] [count]]

generalOptions: 常规命令行选项，如-version，-options；

outputOptions:输出选项；

vmid:进程ID；

interval[s|ms]:采样间隔，默认是毫秒；

count:采样次数；

参数详解：

选项	描述
-class	类装载器的行为统计
-gc	垃圾回收堆的行为统计
-gccapacity	各个垃圾回收代（young,old,perm）和它们的相应空间统计
-gcutil	垃圾回收统计概述
-gccause	同-gcutil，但会额外输出导致上一次GC产生原因
-gcnew	监视新生代GC状况
-gcnewcapacity	同-gcnew，但主要关注使用到的最大和最小空间
-gcold	监视老年代GC状况
-gcoldcapacity	同-gccold，输出主要关注使用到的最大和最小空间
-gcpermacapacity	输出永久代使用到的最大和最小空间
-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

备注：

1）JIT 即时编译技术，能够加速java程序的执行速度，JIT编译器将字节码编译成本机机器码

2）JVM堆结构

Sun JVM分代垃圾回收器把堆空间分成3块：

Young Gen：年轻代，包括1个Eden区和2个Suvivor区，新创建的对象（大部分为短周期的对象）将进入这个区，虚拟机会频繁地对这个区进行垃圾回收。

Old Gen：年老代，当对象在Young Gen呆地足够久（经过几次的垃圾回收仍然存在）或Young Gen空间不足时，对象将进入Old Gen，由于一般是生命周期比较长的对象，因此虚拟机对这块内存的回收频度会比较低，一旦回收，使用的将是一个耗时的Full GC，另外，一旦堆空间不足时，虚拟机也会尝试去回收这个区。

Perm Gen：持久代，一些常量定义和类、方法声明及其bytecode都会放在这个区

3、jstatd-Virtual Machine jstat Daemon

使用说明： 此命令将开启一个RMI服务器程序，提供了对JVM的创建和结束监视，也为远程监视工具提供了一个可以attach的接口。启动它之前需要首先为其制定安全策略，创建策略稳健，并命名为jstatd.all.policy，启动时，命令为jstatd -J-Djava.security.policy=jstatd.all.policy。策略稳健内容如下：

grant codebase "file:${java.home}/../lib/tools.jar" {

permission java.security.AllPermission;

};

命令格式：

jstatd [options]

options: 命令行选项；

参数详解：

选项	描述
-nr	当一个存在的RIM Registry没有找到时，补仓是创建一个内部的RMI Registry
-p	port端口号，默认为1099
-n	RMI Registray中注册的远程RMI对象名称
-J	JVM参数

二、故障诊断工具

以下三个命令常用于完成特定故障诊断任务：

1、jinfo-Configuration Info

使用说明： 该命令作用是实时查看或调整JVM运行环境参数。如果想知道显式指定的虚拟机参数，可以采用jps -v，但是如果想知道默认的相关虚拟机参数值，只能借助该命令来做。

命令格式：

jinfo [option] pid

options: 命令行选项；pid：java进程ID；

参数详解：

选项	描述
-flag <name>	打印指定VM参数值
-flag [+|-]<name>	更改VM参数生效与否
-flag <name>=<value>	设置VM参数为指定值
-h	打印帮助信息
-help	同-h

2、jmap-Memory Map

使用说明： 该命令用于生成堆转存快照，使用jmap可以查看heap空间的概要情况，粗略的掌握heap的使用情况。也可以生成heapdump文件，再使用jhat通过web浏览器具体分析内容中的对象和数据。

命令格式：

jmap [option] vmid

options: 命令行选项；pid：java进程ID；

参数详解：

选项	描述
-dump	生成堆转存快照
-finalizerinfo	显示等待finalize方法的对象
-heap	显示堆详细信息
-histo	显示堆中对象统计信息
-permstat	以classloader为统计口径显示永久代内存状态
-F	当虚拟机进程对-dump选项无响应时，可使用这个选项强制生成

3、jstack-Stack Trace

使用说明： 该命令用于生成JVM当前时刻的线程快照。线程出现停顿的时候通过jstack来查看各个线程的调用堆栈，就可知道没有响应的线程到底在后台做些什么事情，或者等待什么资源。

命令格式：

jstack [option] vmid

options: 命令行选项；pid：java进程ID；

参数详解：

选项	描述
-F	强制输出线程堆栈
-m	如调用本地方法的话，可显示C/C++堆栈
-l	出堆栈外，显示关于锁的附加信息

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在生产环境中，jstack命令帮助解决内存泄露引起的垃圾回收线程占用高CPU，以及服务线程阻塞在某个远程接口处导致无响应等问题。列出子线程的cpu占用率等情况，再对照jstack命令得到的线程号，就可以知道cpu占用高的线程执行到了那里：

ps -eL -o pid,%cpu,lwp|grep -i 16907