JVM监控和常用命令

Java应用程序在运行的时候可能会出现莫名的卡顿，CPU使用率很高等情况，这个时候我们需要定位问题，就需要使用到JVM的一些命令和工具。下面总结了我们在排查问题的时候经常使用的命令和工具（基于JDK1.8）。

常用命令

jstack

Usage:
    jstack [-l] <pid>
        (to connect to running process)
    jstack -F [-m] [-l] <pid>
        (to connect to a hung process)
    jstack [-m] [-l] <executable> <core>
        (to connect to a core file)
    jstack [-m] [-l] [server_id@]<remote server IP or hostname>
        (to connect to a remote debug server)

Options:
    -F  to force a thread dump. Use when jstack <pid> does not respond (process is hung)
    -m  to print both java and native frames (mixed mode)
    -l  long listing. Prints additional information about locks
    -h or -help to print this help message

官方文档

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jstack.html

打印线程栈日志(-l 表示打印出关于锁的额外信息)

jstack -l pid

jinfo

Usage:
    jinfo [option] <pid>
        (to connect to running process)
    jinfo [option] <executable <core>
        (to connect to a core file)
    jinfo [option] [server_id@]<remote server IP or hostname>
        (to connect to remote debug server)

where <option> is one of:
    -flag <name>         to print the value of the named VM flag
    -flag [+|-]<name>    to enable or disable the named VM flag
    -flag <name>=<value> to set the named VM flag to the given value
    -flags               to print VM flags
    -sysprops            to print Java system properties
    <no option>          to print both of the above
    -h | -help           to print this help message

官方文档

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jinfo.html#BCGEBFDD

查看某个Java进程设置的最大堆内存

jinfo -flag MaxHeapSize pid

-XX:MaxHeapSize=482344960(字节)
查看某个Java进程设置的所有参数

jinfo -flags pid
查看Java系统属性

Jinfo -sysprops pid

= 表示默认值

:= 被用户或者JVM修改后的值

比如：

bool UseG1GC = false // =表示默认值

uintx MaxNewSize := 160759808 // :=表示被用户或jvm修改后的值

Non-default VM flags: 被手动赋值的参数，有的是自己设的（比如使用jinfo命令动态设置参数），有的是tomcat的shell脚本里tomcat设置的

jmap

Usage:
    jmap [option] <pid>
        (to connect to running process)
    jmap [option] <executable <core>
        (to connect to a core file)
    jmap [option] [server_id@]<remote server IP or hostname>
        (to connect to remote debug server)

where <option> is one of:
    <none>               to print same info as Solaris pmap
    -heap                to print java heap summary
    -histo[:live]        to print histogram of java object heap; if the "live"
                         suboption is specified, only count live objects
    -clstats             to print class loader statistics
    -finalizerinfo       to print information on objects awaiting finalization
    -dump:<dump-options> to dump java heap in hprof binary format
                         dump-options:
                           live         dump only live objects; if not specified,
                                        all objects in the heap are dumped.
                           format=b     binary format
                           file=<file>  dump heap to <file>
                         Example: jmap -dump:live,format=b,file=heap.bin <pid>
    -F                   force. Use with -dump:<dump-options> <pid> or -histo
                         to force a heap dump or histogram when <pid> does not
                         respond. The "live" suboption is not supported
                         in this mode.
    -h | -help           to print this help message
    -J<flag>             to pass <flag> directly to the runtime system

官方文档

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jmap.html#CEGCECJB

查看某个Java进程的内存映像信息

jmap pid

Attaching to process ID 32325, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.131-b11
0x0000000000400000	7K	/usr/java/jdk/jdk1.8.0_131/bin/java
0x00007f75a11a8000	90K	/usr/java/jdk/jdk1.8.0_131/jre/lib/amd64/libnio.so
0x00007f75a13b9000	49K	/usr/java/jdk/jdk1.8.0_131/jre/lib/amd64/libmanagement.so
0x00007f75a18c2000	113K	/usr/java/jdk/jdk1.8.0_131/jre/lib/amd64/libnet.so
0x00007f75c87f9000	121K	/usr/java/jdk/jdk1.8.0_131/jre/lib/amd64/libzip.so
0x00007f75c8a14000	60K	/usr/lib64/libnss_files-2.17.so
0x00007f75c8c27000	220K	/usr/java/jdk/jdk1.8.0_131/jre/lib/amd64/libjava.so
0x00007f75c8e53000	64K	/usr/java/jdk/jdk1.8.0_131/jre/lib/amd64/libverify.so
0x00007f75c9061000	43K	/usr/lib64/librt-2.17.so
0x00007f75c9269000	1114K	/usr/lib64/libm-2.17.so
0x00007f75c956b000	16597K	/usr/java/jdk/jdk1.8.0_131/jre/lib/amd64/server/libjvm.so
0x00007f75ca55e000	2062K	/usr/lib64/libc-2.17.so
0x00007f75ca920000	19K	/usr/lib64/libdl-2.17.so
0x00007f75cab24000	100K	/usr/java/jdk/jdk1.8.0_131/lib/amd64/jli/libjli.so
0x00007f75cad3a000	138K	/usr/lib64/libpthread-2.17.so
0x00007f75caf56000	160K	/usr/lib64/ld-2.17.so

使用不带选项参数的jmap打印共享对象映射，将会打印目标虚拟机中加载的每个共享对象的起始地址、映射大小以及共享对象文件的路径全称。

显示Java堆详细信息

jmap -heap pid

打印一个堆的摘要信息，包括使用的GC算法、堆配置信息和各内存区域内存使用信息。

Attaching to process ID 32325, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.131-b11

using thread-local object allocation.
Mark Sweep Compact GC

Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio         = 40
   MaxHeapFreeRatio         = 70
   MaxHeapSize              = 482344960 (460.0MB)
   NewSize                  = 10485760 (10.0MB)
   MaxNewSize               = 160759808 (153.3125MB)
   OldSize                  = 20971520 (20.0MB)
   NewRatio                 = 2
   SurvivorRatio            = 8
   MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB)
   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)
   MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB
   G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB)

Heap Usage:
New Generation (Eden + 1 Survivor Space):
   capacity = 9437184 (9.0MB)
   used     = 3872032 (3.692657470703125MB)
   free     = 5565152 (5.307342529296875MB)
   41.02952745225694% used
Eden Space:
   capacity = 8388608 (8.0MB)
   used     = 3835424 (3.657745361328125MB)
   free     = 4553184 (4.342254638671875MB)
   45.72181701660156% used
From Space:
   capacity = 1048576 (1.0MB)
   used     = 36608 (0.034912109375MB)
   free     = 1011968 (0.965087890625MB)
   3.4912109375% used
To Space:
   capacity = 1048576 (1.0MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 1048576 (1.0MB)
   0.0% used
tenured generation:
   capacity = 20971520 (20.0MB)
   used     = 7702632 (7.345802307128906MB)
   free     = 13268888 (12.654197692871094MB)
   36.72901153564453% used

4864 interned Strings occupying 496072 bytes.

显示堆中对象的统计信息

jmap -histo:live pid

其中包括每个Java类、对象数量、内存大小(单位：字节)、完全限定的类名。打印的虚拟机内部的类名称将会带有一个’*’前缀。如果指定了live子选项，则只计算活动的对象。

打印等待回收的对象信息

jmap -finalizeerinfo pid

Number of objects pending for finalization: 0 说明当前F-QUEUE队列中并没有等待Fializer线程执行finalizer方法。

生成堆转储快照

jmap -dump:format=b,file=heapdump.phrof pid

以hprof二进制格式转储Java堆到指定filename的文件中。live子选项是可选的。如果指定了live子选项，堆中只有活动的对象会被转储。想要浏览heap dump，你可以使用jhat(Java堆分析工具), jvisualvm, mat读取生成的文件。这个命令在线上慎用，如果heap比较大的话，就会导致dump比较耗时，并且执行的过程中为了保证dump的信息是可靠的，所以会暂停应用，线上系统慎用。

jstat

Usage: jstat -help|-options
       jstat -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval> [<count>]]

Definitions:
  <option>      An option reported by the -options option
  <vmid>        Virtual Machine Identifier. A vmid takes the following form:
                     <lvmid>[@<hostname>[:<port>]]
                Where <lvmid> is the local vm identifier for the target
                Java virtual machine, typically a process id; <hostname> is
                the name of the host running the target Java virtual machine;
                and <port> is the port number for the rmiregistry on the
                target host. See the jvmstat documentation for a more complete
                description of the Virtual Machine Identifier.
  <lines>       Number of samples between header lines.
  <interval>    Sampling interval. The following forms are allowed:
                    <n>["ms"|"s"]
                Where <n> is an integer and the suffix specifies the units as
                milliseconds("ms") or seconds("s"). The default units are "ms".
  <count>       Number of samples to take before terminating.
  -J<flag>      Pass <flag> directly to the runtime system.

官方文档

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jstat.html#BEHHGFAE

显示加载 class 的数量，以及所占空间等信息。

jstat -class pid
- Loaded : 加载class的数量
- Bytes : class字节大小
- Unloaded : 卸载class的数量
- Bytes : 卸载class的字节大小
- Time : 加载时间
显示JVM实时编译（JIT）的数量等信息

jstat -compiler pid
- Compiled : 编译数量
- Failed : 编译失败数量
- Invalid : 无效数量
- Time : 编译耗时
- FailedType : 失败类型
- FailedMethod : 失败方法的全限定名
查看gc次数，以及时间

jstat -gc pid

S1C：年轻代中第二个survivor（幸存区）的容量 (KB)
S0U ：年轻代中第一个survivor（幸存区）目前已使用空间 (KB)
S1U ：年轻代中第二个survivor（幸存区）目前已使用空间 (KB)
EC ：年轻代中Eden（伊甸园）的容量 (KB)
EU ：年轻代中Eden（伊甸园）目前已使用空间 (KB)
OC ：Old代的容量 (KB)
OU ：Old代目前已使用空间 (KB)
MC：metaspace(元空间)的容量 (KB)
MU：metaspace(元空间)目前已使用空间 (KB)
YGC ：从应用程序启动到采样时年轻代中gc次数
YGCT ：从应用程序启动到采样时年轻代中gc所用时间(s)
FGC ：从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc次数
FGCT ：从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc所用时间(s)
GCT：从应用程序启动到采样时gc用的总时间(s)

查看JVM内存中对象的使用情况和占用空间大小

jstat -gccapacity pid

NGCMN ：年轻代(young)中初始化(最小)的大小(KB)
NGCMX ：年轻代(young)的最大容量 (KB)
NGC ：年轻代(young)中当前的容量 (KB)
S0C ：年轻代中第一个survivor（幸存区）的容量 (KB)
S1C ： 年轻代中第二个survivor（幸存区）的容量 (KB)
EC ：年轻代中Eden（伊甸园）的容量 (KB)
OGCMN ：old代中初始化(最小)的大小 (KB)
OGCMX ：old代的最大容量(KB)
OGC：old代当前新生成的容量 (KB)
OC ：Old代的容量 (KB)
MCMN：metaspace(元空间)中初始化(最小)的大小 (KB)
MCMX ：metaspace(元空间)的最大容量 (KB)
MC ：metaspace(元空间)当前的容量 (KB)
CCSMN：最小压缩类空间大小
CCSMX：最大压缩类空间大小
CCSC：当前压缩类空间大小
YGC ：从应用程序启动到采样时年轻代中gc次数
FGC：从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc次数

元空间（Metaspace）中对象的信息及其占用空间。

jstat -gcmetacapacity pid

MCMN:最小元数据容量
MCMX：最大元数据容量
MC：当前元数据空间大小
CCSMN：最小压缩类空间大小
CCSMX：最大压缩类空间大小
CCSC：当前压缩类空间大小
YGC ：从应用程序启动到采样时年轻代中gc次数
FGC ：从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc次数
FGCT ：从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc所用时间(s)
GCT：从应用程序启动到采样时gc用的总时间(s)

新生代对象相关信息。

jstat -gcnew pid

S0C ：年轻代中第一个survivor（幸存区）的容量 (KB)
S1C ：年轻代中第二个survivor（幸存区）的容量 (KB)
S0U ：年轻代中第一个survivor（幸存区）目前已使用空间 (KB)
S1U ：年轻代中第二个survivor（幸存区）目前已使用空间 (KB)
TT：持有次数限制
MTT：最大持有次数限制
DSS：期望的幸存区大小
EC：年轻代中Eden（伊甸园）的容量 (KB)
EU ：年轻代中Eden（伊甸园）目前已使用空间 (KB)
YGC ：从应用程序启动到采样时年轻代中gc次数
YGCT：从应用程序启动到采样时年轻代中gc所用时间(s)

新生代对象的信息以及占用空间

jstat -gcnewcapacity pid

NGCMN ：年轻代(young)中初始化(最小)的大小(KB)
NGCMX ：年轻代(young)的最大容量 (KB)
NGC ：年轻代(young)中当前的容量 (KB)
S0CMX ：年轻代中第一个survivor（幸存区）的最大容量 (KB)
S0C ：年轻代中第一个survivor（幸存区）的容量 (KB)
S1CMX ：年轻代中第二个survivor（幸存区）的最大容量 (KB)
S1C：年轻代中第二个survivor（幸存区）的容量 (KB)
ECMX：年轻代中Eden（伊甸园）的最大容量 (KB)
EC：年轻代中Eden（伊甸园）的容量 (KB)
YGC：从应用程序启动到采样时年轻代中gc次数
FGC：从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc次数

老年代对象的信息

jstat -gcold pid

MC ：metaspace(元空间)的容量 (KB)
MU：metaspace(元空间)目前已使用空间 (KB)
CCSC:压缩类空间大小
CCSU:压缩类空间使用大小
OC：Old代的容量 (KB)
OU：Old代目前已使用空间 (KB)
YGC：从应用程序启动到采样时年轻代中gc次数
FGC：从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc次数
FGCT：从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc所用时间(s)
GCT：从应用程序启动到采样时gc用的总时间(s)

老年代对象信息及其占用空间

jstat -gcoldcapacity pid

OGCMN ：old代中初始化(最小)的大小 (KB)
OGCMX ：old代的最大容量(KB)
OGC ：old代当前新生成的容量 (KB)
OC ：Old代的容量 (KB)
YGC ：从应用程序启动到采样时年轻代中gc次数
FGC ：从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc次数
FGCT ：从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc所用时间(s)
GCT：从应用程序启动到采样时gc用的总时间(s)

统计gc信息

jstat -gcutil pid

jstat -gcutil pid 1000 10 每1s打印一次gc信息，总共打印10次

S0 ：年轻代中第一个survivor（幸存区）已使用的占当前容量百分比
S1 ：年轻代中第二个survivor（幸存区）已使用的占当前容量百分比
E ：年轻代中Eden（伊甸园）已使用的占当前容量百分比
O ：old代已使用的占当前容量百分比
P ：perm代已使用的占当前容量百分比
M: Metaspace utilization as a percentage of the space's current capacity. 元空间
CCS: Compressed class space utilization as a percentage. 压缩类空间利用率为百分比。
YGC ：从应用程序启动到采样时年轻代中gc次数
YGCT ：从应用程序启动到采样时年轻代中gc所用时间(s)
FGC ：从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc次数
FGCT ：从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc所用时间(s)
GCT：从应用程序启动到采样时gc用的总时间(s)

显示垃圾回收的相关信息，同时显示最后一次或当前正在发生的垃圾回收的诱因。

jstat -gccause pid

1 2	LGCC：最后一次GC原因 GCC：当前GC原因（No GC 为当前没有执行GC）

当前jvm执行的信息。

jstat -printcompilation pid

Compiled ：编译任务的数目
Size ：方法生成的字节码的大小
Type：编译类型
Method：类名和方法名用来标识编译的方法。类名使用/做为一个命名空间分隔符。方法名是给定类中的方法。上述格式是由-XX:+PrintComplation选项进行设置的。

jhat

Usage:  jhat [-stack <bool>] [-refs <bool>] [-port <port>] [-baseline <file>] [-debug <int>] [-version] [-h|-help] <file>

	-J<flag>          Pass <flag> directly to the runtime system. For
			  example, -J-mx512m to use a maximum heap size of 512MB
	-stack false:     Turn off tracking object allocation call stack.
	-refs false:      Turn off tracking of references to objects
	-port <port>:     Set the port for the HTTP server.  Defaults to 7000
	-exclude <file>:  Specify a file that lists data members that should
			  be excluded from the reachableFrom query.
	-baseline <file>: Specify a baseline object dump.  Objects in
			  both heap dumps with the same ID and same class will
			  be marked as not being "new".
	-debug <int>:     Set debug level.
			    0:  No debug output
			    1:  Debug hprof file parsing
			    2:  Debug hprof file parsing, no server
	-version          Report version number
	-h|-help          Print this help and exit
	<file>            The file to read

For a dump file that contains multiple heap dumps,
you may specify which dump in the file
by appending "#<number>" to the file name, i.e. "foo.hprof#3".

All boolean options default to "true"

官方文档

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jhat.html#CIHHJAGE

jhat是用来分析jmap生成dump文件的命令，jhat内置了应用服务器，可以通过网页查看dump文件分析结果，jhat一般是用在离线分析上。

jhat dump.hprof

访问localhost:7000，所看到的页面如下图所示：

jconsole,jvisualvm

除了可以使用jhat来分析堆dump文件，也可以使用jconsole，或者jvisualvm来分析。

jconslole官方文档

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jconsole.html#CACCABEH

jvisualvm官方文档

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jvisualvm.html#CBBEGDEJ

分析堆dump文件

CPU占用率高：

其它命令

查看JVM所有可设置参数及其值

java -XX:+PrintFlagsFinal -version

命令实战

jstack 分析死锁，死循环，CPU高占用率

jps -l 获取对应的Java进程的pid。

查看该进程对应的线程状态，输入大写的P即可按照CPU的使用率降序排列。

top -Hp pid

找到CPU使用率最高的线程id，然后把线程id转换为16进制的。

Printf “%x\n”

下面可以通过获取到的线程id来查看栈信息。

Jstack -l pid | grep -30 ‘<16进制的thread id>’

重点关注一下状态的线程。

1) 死锁， Deadlock （重点关注）
2) 执行中，Runnable 
3) 等待资源，Waiting on condition（重点关注）
4) 等待获取监视器，Waiting on monitor entry（重点关注）
暂停，Suspended
5) 对象等待中，Object.wait() 或 TIMED_WAITING
6) 阻塞，Blocked（重点关注，只有synchronized这种方式的锁（monitor锁）才会让线程出现BLOCKED状态，等待ReentrantLock则不会） 
7) 停止，Parked（LockSupport两组方法park/parkNanos/parkUntil，使用带参数Object blocker的，jstack输出中会显示更详细的线程信息）

参考

Oracle官方文档