`
dwj147258
  • 浏览: 194072 次
  • 性别: Icon_minigender_1
  • 来自: 深圳
社区版块
存档分类
最新评论

JVM性能调优监控工具的实用

阅读更多

   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:

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

   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

 

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:

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:

-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

    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

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:

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) {
    }
}

    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:

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。

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:

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:

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:

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:

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

    我一样地对上面进程ID为21711进行Dump:

root@ubuntu:/# jmap -dump:format=b,file=/tmp/dump.dat 21711     
Dumping heap to /tmp/dump.dat ...
Heap dump file created

   dump出来的文件可以用MAT、VisualVM等工具查看,这里用jhat查看:

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.

     注意如果Dump文件太大,可能需要加上-J-Xmx512m这种参数指定最大堆内存,即jhat -J-Xmx512m -port 9998 /tmp/dump.dat。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)

    语法格式如下:

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

    vmid是Java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:

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:

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:

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、hprof(Heap/CPU Profiling Tool)

    hprof能够展现CPU使用率,统计堆内存使用情况。

    语法格式如下:

java -agentlib:hprof[=options] ToBeProfiledClass
java -Xrunprof[:options] ToBeProfiledClass
javac -J-agentlib:hprof[=options] ToBeProfiledClass

    完整的命令选项如下:

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=<file>            write data to file             java.hprof[.txt]
net=<host>:<port>      send data over a socket        off
depth=<size>           stack trace depth              4
interval=<ms>          sample interval in ms          10
cutoff=<value>         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 <file>         y
verbose=y|n            print messages about dumps     y

    来几个官方指南上的实例。

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

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

    上面每隔20毫秒采样CPU消耗信息,堆栈深度为3,生成的profile文件名称是java.hprof.txt,在当前目录。 

    CPU Usage Times Profiling(cpu=times)的例子,它相对于CPU Usage Sampling Profile能够获得更加细粒度的CPU消耗信息,能够细到每个方法调用的开始和结束,它的实现使用了字节码注入技术(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能生成更详细的Heap Dump信息:

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

    虽然在JVM启动参数中加入-Xrunprof:heap=sites参数可以生成CPU/Heap Profile文件,但对JVM性能影响非常大,不建议在线上服务器环境使用。

 

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

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

分享到:
评论

相关推荐

    JAVA JVM性能调优监控工具详解

    ### JAVA JVM性能调优监控工具详解 在Java开发过程中,特别是在企业级应用中,经常会遇到各种性能瓶颈问题,如内存溢出(`OutOfMemoryError`)、内存泄露、线程死锁、锁争用等问题。这些问题如果不能及时有效地解决...

    个人总结之—JVM性能调优实战

    ### 个人总结之—JVM性能调优实战 #### 概述 本文档是一篇关于JVM(Java虚拟机)性能调优的经典实战总结。在实际应用开发与维护过程中,JVM性能调优是一个非常重要的话题,它直接关系到应用程序运行效率、资源利用...

    jvm调优实用工具.rar

    "jvm调优实用工具.rar"这个压缩包文件显然是为了提供帮助开发者进行JVM优化的相关工具和资料。其中特别提到了一个名为JProfiler的工具,它是一个强大的Java性能分析器,对理解和调整JVM的运行有着极大的帮助。 **...

    JVM调优工具分享

    总的来说,JConsole和VisualVM都是强大的JVM监控工具,它们提供了丰富的功能来协助开发者进行性能优化。JConsole简洁易用,适合日常的基本监控;而VisualVM则更为全面,尤其在插件的支持下,可以进行深入的性能分析...

    jvm调优的实际应用

    《JVM调优实战解析》 在Java开发领域,JVM(Java Virtual Machine)是运行所有Java应用程序的基础,它的性能直接...在日常工作中,结合监控工具,深入源码,持续学习,是成为一名优秀的Java性能优化专家的必经之路。

    阿里巴巴Java性能调优实战(2021华山版).rar

    这本书基于阿里巴巴的实际业务场景,结合丰富的实践经验,为Java开发者提供了深入、实用的性能调优指南。 在Java性能调优领域,有以下几个核心知识点: 1. **JVM调优**:Java虚拟机(JVM)是Java程序运行的基础,...

    实用:多场景JVM参数调优实战.docx

    Java虚拟机(JVM)参数调优是提升Java应用程序性能的关键环节,特别是在多场景应用中。本篇将探讨几个核心的JVM参数及其在不同场景下的优化策略。 首先,我们关注的是高吞吐量的调整。`UseParallelGC` 和 `...

    Java性能监控与调优Demo,主要学习各种JDK监控工具以及jvm调优-monitor_tuning_Demo.zip

    这个名为"monitor_tuning_Demo"的压缩包文件,很显然是为了教授如何使用JDK提供的监控工具以及进行JVM(Java虚拟机)的调优。在实际应用中,这些工具和技术对于优化Java应用性能、定位问题以及确保系统健康运行至关...

    JVM监控,调优,分析工具(低配版arthas)-spectre.zip

    总的来说,"JVM监控,调优,分析工具(低配版arthas)-spectre.zip"这个压缩包为Java开发者提供了一个实用的工具,即使在资源有限的情况下,也能有效地进行JVM的监控、调优和问题诊断。掌握并熟练使用Spectre,将极大...

    JVM调优工具11.pdf

    通过合理使用jps、jmap、jstack以及JMX等工具,开发者可以更好地监控和调整JVM性能,确保Java应用程序能够高效稳定地运行。在实际工作中,熟练掌握这些工具的使用方法和原理是每个Java开发和运维人员所必需的技能。

    JVM性能监测及调优实战

    JVM性能监测及调优实战 在 Java 开发中,内存溢出或内存使用率过高的问题非常常见。面对多个进程以及大量业务线程,我们需要精准地找到背后的原因。为此,我们需要使用一些实用的监控和诊断内存工具来辅助我们监测...

    JVM内存模型和性能调优:JVM调优工具详解及调优实战:jstat – 第38篇

    JVM内存模型包括堆内存、方法区、虚拟机栈、本地方法栈以及程序计数器等多个区域,而JVM性能调优则涉及这些区域的配置和优化。在众多的JVM调优工具中,`jstat`(Java Virtual Machine Statistics Monitoring Tool)...

    JVM调优总结

    8. **JVM监控与诊断工具**:使用jstat、jmap、jhat、jconsole等工具进行实时监控和分析,找出性能瓶颈。 9. **代码优化**:避免大量对象创建、内存泄漏,合理使用数据结构,以及遵循Java最佳实践,这些都能从源头上...

    阿里巴巴java性能调优实战-最新经验总结 PDF

    4. **JVM性能监测及调优**:讲解JVM的内存模型、垃圾回收机制、性能监控工具的使用等。 5. **设计模式调优**:通过实际案例展示如何利用设计模式改善代码质量、提高系统性能。 6. **数据库性能调优**:覆盖SQL优化...

    4本高清中文版Java性能优化经典书籍

    - **日志与监控**:合理设置日志级别,使用性能监控工具定期检查系统状态。 通过阅读和学习这四本书籍,开发者不仅可以掌握Java性能优化的基础知识,还能了解到最佳实践和实用技巧,从而在实际工作中有效地提升软件...

    intellij JVM options 参数讲解,实用而且涨姿势.zip

    `JVM options`,即Java虚拟机参数,能够定制JVM的行为,包括内存分配、垃圾收集策略、性能调优等多个方面。本篇将深入解析IntelliJ IDEA中常用的JVM参数,并探讨如何根据实际需求进行调整。 首先,我们要了解JVM的...

    实战JAVA虚拟机 JVM故障诊断与性能优化带源码

    这本书提供了丰富的源码实例,让读者能够深入理解JVM的工作原理,并掌握其故障排查和性能调优的技巧。 首先,我们要明白JVM是Java语言的核心组成部分,它负责运行Java程序,提供跨平台的执行环境。JVM的主要组件...

    jvm高级特性与最佳实践(第二版)

    性能调优通常需要结合具体的监控工具,例如JConsole、VisualVM、JProfiler等,来跟踪和分析内存泄漏、线程死锁、CPU使用率等问题。通过对GC日志、内存快照等数据的分析,可以对应用程序的性能瓶颈做出准确判断,并...

    分享Java性能调优的11个实用技巧

    以下是一些实用的Java性能调优技巧: 1. **在必要之前,先不要优化** - 在开始优化前,确保你已经遵循了最佳实践,并且有充分的理由去优化特定部分的代码。通过度量和分析来确定哪些部分需要优化,避免过早优化导致...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics