JVM性能調優監控工具jps、jstack、jmap、jhat、jstat、hprof使用詳解

文章轉自:?https://my.oschina.net/feichexia/blog/196575


A、?jps(Java Virtual Machine Process Status Tool)

? ? jps主要用來輸出JVM中運行的進程狀態信息。語法格式如下:

jps [options] [hostid]

? ? 如果不指定hostid就默認為當前主機或服務器。

? ? 命令行參數選項說明如下:

-q?不輸出類名、Jar名和傳入main方法的參數

-m?輸出傳入main方法的參數

-l?輸出main類或Jar的全限名

-v?輸出傳入JVM的參數

B、?jstack

? ? jstack主要用來查看某個Java進程內的線程堆棧信息。語法格式如下:

jstack?[option]?pid

jstack?[option]?executable?core

jstack?[option]?[server-id@]remote-hostname-or-ip

命令行參數選項說明如下:

-l?long?listings,會打印出額外的鎖信息,在發生死鎖時可以用jstack?-l?pid來觀察鎖持有情況

-m?mixed?mode,不僅會輸出Java堆棧信息,還會輸出C/C++堆棧信息(比如Native方法)

?jstack可以定位到線程堆棧,根據堆棧信息我們可以定位到具體代碼,所以它在JVM性能調優中使用得非常多。下面我們來一個實例找出某個Java進程中最耗費CPU的Java線程并定位堆棧信息,用到的命令有ps、top、printf、jstack、grep。

? ? 第一步先找出Java進程ID,我部署在服務器上的Java應用名稱為mrf-center:

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

得到進程ID為21711,第二步找出該進程內最耗費CPU的線程,可以使用ps -Lfp pid或者ps -mp pid -o THREAD, tid, time或者top -Hp pid,我這里用第三個,輸出如下:


TIME列就是各個Java線程耗費的CPU時間,CPU時間最長的是線程ID為21742的線程,用

printf?"%x\n"?21742

得到21742的十六進制值為54ee,下面會用到。 ? ?

OK,下一步終于輪到jstack上場了,它用來輸出進程21711的堆棧信息,然后根據線程ID的十六進制值grep,如下:

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這個類的Object.wait(),我找了下我的代碼,定位到下面的代碼:


它是輪詢任務的空閑等待代碼,上面的sigLock.wait(timeUntilContinue)就對應了前面的Object.wait()。

C、?jmap(Memory Map)和jhat(Java Heap Analysis Tool)

? jmap用來查看堆內存使用狀況,一般結合jhat使用。

? jmap語法格式如下:

jmap?[option]?pid

jmap?[option]?executable?core

jmap?[option]?[server-id@]remote-hostname-or-ip

如果運行在64位JVM上,可能需要指定-J-d64命令選項參數。

jmap?-permstat?pid

?打印進程的類加載器和類加載器加載的持久代對象信息,輸出:類加載器名稱、對象是否存活(不可靠)、對象地址、父類加載器、已加載的類大小等信息,如下圖:

使用jmap -heap pid查看進程堆內存使用情況,包括使用的GC算法、堆配置參數和各代中堆內存使用情況。比如下面的例子:

?使用jmap -histo[:live] pid查看堆內存中的對象數目、大小統計直方圖,如果帶上live則只統計活對象,如下:

class name是對象類型,說明如下:

B??byte

C??cha

rD??double

F??floatI??int

J??long

Z??boolean

[??數組,如[I表示int[]

[L+類名?其他對象

還有一個很常用的情況是:用jmap把進程內存使用情況dump到文件中,再用jhat分析查看。jmap進行dump命令格式如下:

jmap?-dump:format=b,file=dumpFileName pid

我一樣地對上面進程ID為21711進行Dump:

root@ubuntu:/#?jmap?-dump:format=b,file=/tmp/dump.dat?21711?????

Dumping?heap?to?/tmp/dump.dat?...

Heap?dump?file?created

?dump出來的文件可以用MAT、VisualVM等工具查看,這里用jhat查看:

注意如果Dump文件太大,可能需要加上-J-Xmx512m這種參數指定最大堆內存,即jhat -J-Xmx512m -port 9998 /tmp/dump.dat。然后就可以在瀏覽器中輸入主機地址:9998查看了:

上面紅線框出來的部分大家可以自己去摸索下,最后一項支持OQL(對象查詢語言)。

D、jstat(JVM統計監測工具)

?語法格式如下:

jstat?[?generalOption?|?outputOptions?vmid?[interval[s|ms]?[count]]?]

?vmid是Java虛擬機ID,在Linux/Unix系統上一般就是進程ID。interval是采樣時間間隔。count是采樣數目。比如下面輸出的是GC信息,采樣時間間隔為250ms,采樣數為4:

要明白上面各列的意義,先看JVM堆內存布局:

可以看出:

堆內存?=?年輕代?+?年老代?+?永久代

年輕代?=?Eden區?+?兩個Survivor區(From和To)

現在來解釋各列含義:

S0C、S1C、S0U、S1U:Survivor?0/1區容量(Capacity)和使用量(Used)

EC、EU:Eden區容量和使用量

OC、OU:年老代容量和使用量

PC、PU:永久代容量和使用量

YGC、YGT:年輕代GC次數和GC耗時

FGC、FGCT:Full?GC次數和Full?GC耗時

GCT:GC總耗時

E、hprof(Heap/CPU Profiling Tool)

? hprof能夠展現CPU使用率,統計堆內存使用情況。

? 語法格式如下:

java?-agentlib:hprof[=options]?ToBeProfiledClass

java?-Xrunprof[:options]?ToBeProfiledClass

javac?-J-agentlib:hprof[=options]?ToBeProfiledClass

完整的命令選項如下:

Option?Name?and?Value??Description????????????????????Default

---------------------??-----------????????????????????-------

heap=dump|sites|all????heap?profiling?????????????????all

cpu=samples|times|old??CPU?usage??????????????????????off

monitor=y|n????????????monitor?contention?????????????n

format=a|b?????????????text(txt)?or?binary?output?????a

file=????????????write?data?to?file?????????????java.hprof[.txt]

net=:??????send?data?over?a?socket????????off

depth=???????????stack?trace?depth??????????????4

interval=??????????sample?interval?in?ms??????????10

cutoff=?????????output?cutoff?point????????????0.0001

lineno=y|n?????????????line?number?in?traces??????????y

thread=y|n?????????????thread?in?traces???????????????n

doe=y|n????????????????dump?on?exit???????????????????y

msa=y|n????????????????Solaris?micro?state?accounting?n

force=y|n??????????????force?output?to??????????y

verbose=y|n????????????print?messages?about?dumps?????y

來幾個官方指南上的實例。

CPU Usage Sampling Profiling(cpu=samples)的例子:

java?-agentlib:hprof=cpu=samples,interval=20,depth=3?Hello

上面每隔20毫秒采樣CPU消耗信息,堆棧深度為3,生成的profile文件名稱是java.hprof.txt,在當前目錄。?

CPU Usage Times Profiling(cpu=times)的例子,它相對于CPU Usage Sampling Profile能夠獲得更加細粒度的CPU消耗信息,能夠細到每個方法調用的開始和結束,它的實現使用了字節碼注入技術(BCI):

javac?-J-agentlib:hprof=cpu=times?Hello.java

Heap Allocation Profiling(heap=sites)的例子:

javac?-J-agentlib:hprof=heap=sites?Hello.java

Heap Dump(heap=dump)的例子,它比上面的Heap Allocation Profiling能生成更詳細的Heap Dump信息:

javac?-J-agentlib:hprof=heap=dump?Hello.java

?雖然在JVM啟動參數中加入-Xrunprof:heap=sites參數可以生成CPU/Heap Profile文件,但對JVM性能影響非常大,不建議在線上服務器環境使用


其他JVM性能調優參考資料:

《Java虛擬機規范》

《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

BTrace:https://kenai.com/projects/btrace

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