JVM学习系列

JVM 性能调优监控工具 jps、jstack、jmap、jhat、jstat、hprof 使用详解

现实企业级Java应用开发、维护中,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(LockContention)Java进程消耗CPU过高......这些问题在日常开发、维护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
现实企业级Java应用开发、维护中,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、维护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。
一、 jps(Java Virtual Machine Process Status Tool)      :基础工具   
jps主要用来输出JVM中运行的进程状态信息。语法格式如下:
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:

-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

3bb7c988f79a0137da17bbe3d3215429.png

比如下面:

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

5ac39608403636e23d16faee25e548b3.png

二、 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:

jstack [option] pid
jstack [option] executable core
jstack [option] [server-id@]remote-hostname-or-ip

ef463feb2db257fa73dab460b11b5359.png

命令行参数选项说明如下:

-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:


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

db4847b40f1562582f9f644e471ae2d6.png

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:

c15eebee6dd8f4edea85c5e3471ce279.png

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
printf "%x
" 21742

1500cd76593f1d6cca96fa811f1ffa21.png

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:


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:

// 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) {
    }
}

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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()。



三、 jmap(Memory Map)和 jhat(Java Heap Analysis Tool):
jmap导出堆内存,然后使用jhat来进行分析,jmap语法格式如下:


jmap [option] pid
jmap [option] executable core
jmap [option] [server-id@]remote-hostname-or-ip

39112687ef474da03367a06bfa6fd3c3.png

如果运行在64位JVM上,可能需要指定-J-d64命令选项参数。

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:

b6afc0b4dd296a565d5bb0b60102d0a3.jpg

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:

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      = 2067791

原创不易,完成人机校验,阅读全文

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