JVM性能监控与故障处理工具

    给一个系统定位问题的时候，知识、经验是关键基础，数据是依据。工具是运用知识处理数据的手段。这里说的数据包括：运行日志、异常堆栈、GC日志、线程快照文件（threaddump/javacore文件）、堆转储快照（heapdump/hprof文件）等。

   为此sun公司提供了一系列的工具来支撑这些功能，这些工具主要分为两大类：命令行工具和可视化工具。

1、JDK命令行工具

    1.1、jps

    Jvm process status tool，显示指定系统内所有的hotspot虚拟机进程。

    以列出正在运行的虚拟机进程，并显示虚拟机执行主类名称以及这些进程的本地虚拟机唯一ID。

    jps命令格式 jps [options] [hostid]

    jps可以通过RMI协议开启了RMI服务的远程虚拟机进程状态，hostid为RMI注册表中注册的主机名。

    jps常用的选项

属性作用

-p	只输出LVMID，省略主类的名称
-m	输出虚拟机进程启动时传递给主类main（）函数的参数
-l	输出主类的全名，如果进程执行的是jar包，输出jar路径
-v	输出虚拟机进程启动时jvm参数

    1.2、jstat

    Jvm statistics monitoring tool，用于收集hotspot虚拟机各方面的运行数据。

    jstat是用于监视虚拟机各种运行状态信息的命令行工具。它可以显示本地或者远程虚拟机进程中的类装载、内存、垃圾回收、JIT编译等运行数据，在没有GUI图形界面，只是提供了纯文本控制台环境的服务器上，它将是运行期定位虚拟机性能问题的首选工具。

    jstat的命令格式：jstat [option vmid [interval [s|ms] [count]] ]

    对于命令格式中的VMID和LVMID，如过是本地虚拟机进程，VMID和LVMID是一致的，如果是远程虚拟机，那VMID的格式应当是：[protocol:] [//] lvmid[@hostname[:port]/servername].

参数interval 和count分别表示查询的间隔和次数，如果省略这两个参数，说明只查询一次。

选项 作用

-class	监视装载类、卸载类、总空间以及类装载所耗费的时间
-gc	监视java堆状况，包括eden区、两个survivor区、老年代、永久代等的容量、已用空间、GC时间合计信息
-gccapacity	监视内容与-gc基本相同，但输出主要关注java堆各个区域使用到最大、最小空间
-gcutil	监视内容与-gc基本相同，但输出主要关注已使用控件占总空间的百分比
-gccause	与-gcutil功能一样，但是会额外输出导致上一次gc产生的原因
-gcnew	监视新生代GC情况
-gcnewcapacity	监视内容与-gcnew基本相同，输出主要关注使用到的最大、最小空间
-gcold	监视老年代GC情况
-gcoldcapacity	监视内容与-gcold基本相同，输出主要关注使用到的最大、最小空间
-gcpermcapacity	输出永久代使用到的最大、最小空间
-compiler	输出JIT编译过的方法、耗时等信息
-printcompilation	输出已经被JIT编译过的方法

    1.3、jinfo

    Configuration info for java，显示虚拟机配置信息。

    jinfo的作用是实时的查看和调整虚拟机的各项参数。可以使用-flag [+/-] name或者-flag name value修改一部分运行期可写的虚拟机参数值。

    jinfo格式 jinfo [option] pid

    1.4、jmap

    Memory map for java，生成虚拟机的内存转储快照（heapdump文件）。

    jmap命令用于生成堆转储快照。jmap的作用并不仅仅为了获取dump文件，它还可以查询finalize执行队列、java堆和永久代的详细信息。如空间使用率、当前用的是哪种收集器等。

和jinfo命令一样，jmap在windows下也受到比较大的限制。除了生成dump文件的-dump选项和用于查看每个类的实例、控件占用统计的-histo选项在所有操作系用都提供之外，其余选项只能在linux/solaris下使用。

    jmap格式 jmap [option] vmid

选项作用

-dump	生成java堆转储快照。格式为： -dump:[live,]format=b,file=,其中live子参数说明是否只dump出存活的对象
-finalizerinfo	显示在F-Queue中等待Finalizer线程执行finalize方法的对象。只在Linux/Solaris平台下有效
-heap	显示java堆详细信息，如使用哪种收集器、参数配置、分代情况等，在Linux/Solaris平台下有效
-jisto	显示堆中对象统计信息，包含类、实例对象、合集容量
-permstat	以ClassLoader为统计口径显示永久代内存状态。只在Linux/Solaris平台下有效
-F	当虚拟机进程对-dump选项没有相应时。可使用这个选项强制生成dump快照。只在Linux/Solaris平台下有效

    1.5、jhat

    Jvm heap dump browser，用于分析heapmap文件，它会建立一个http/html服务器让用户可以在浏览器上查看分析结果。

    Sun JDK提供jhat与jmap搭配使用，来分析dump生成的堆快照。jhat内置了一个微型的HTTP/HTML服务器，生成dump文件的分析结果后，可以在浏览器中查看。

    用法举例: jhat test1.bin

    test1.bin为生成的dump文件。

    屏幕显示“Server is ready.”的提示后，用户在浏览器中键入http://localhost:7000就可以看到分析的结果了。

    分析结果默认是以包围单位进行分组显示，分析内存泄漏问题主要会使用到其中的“Heap Histogram”与OQL标签的功能。前者可以找到内存中总容量最大的对象。后者是标准的对象查询语言，使用类似SQL的语法对内存中的对象进行查询统计。

    1.6、jstack

    Stack trace for java ,显示虚拟机的线程快照。

    jstack命令用于生成虚拟机当前时刻的线程快照（一般称为threaddump或者javacore文件）。线程快照就是当前虚拟机内每一条线程正在执行的方法堆栈集合，生成线程快照的主要目的是定位线程出现长时间停顿的原因，如线程死锁、死循环、请求外部资源导致长时间等待等。

    jstack 格式 jstack [option] vmid

    option选项的合法值和具体含义

选项作用

-F	当正常输出的请求不被响应时，强制输出线程堆栈
-l	除堆栈外，显示关于锁的附加信息
-m	如果调用到本地方法的话，可以显示c/c++的堆栈

Tread类新增了一个getAllStackTraces（）方法用于获取虚拟机中所有的线程的StackTraceElement对象。

2.JDK的可视化工具

    2.1、JConsole

    JConsole工具在JDK/bin目录下，启动JConsole后，将自动搜索本机运行的jvm进程，不需要jps命令来查询指定。双击其中一个jvm进程即可开始监控，也可使用“远程进程”来连接远程服务器。

    2.2、VisualVm

    VisualVM是一个集成多个JDK命令行工具的可视化工具。VisualVM基于NetBeans平台开发，它具备了插件扩展功能的特性，通过插件的扩展，可用于显示虚拟机进程及进程的配置和环境信息(jps，jinfo)，监视应用程序的CPU、GC、堆、方法区及线程的信息(jstat、jstack)等。VisualVM在JDK/bin目录下。

VisualVM的性能分析功能甚至比起JProfiler、YourKit等专业且收费的Profiling工具都不会逊色多少，而且VisualVM还有一个很大的优点：不需要被监视的程序基于特殊Agent运行，因此它对应用程序的实际性能的影响很小，使得它可以直接应用在生产环境中。这个优点是JProfiler、YourKit等工具无法与之媲美的。