1、JDK命令行工具
1.1、jps命令
jps用於列出Java的進程，jps可以增加參數，-m用於輸出傳遞給Java進程的參數，-l用於輸出主函數的完整路徑，-v可以用於顯示傳遞給jvm的參數。
jps -l -m -v 31427 sun.tools.jps.Jps -l -m -v -Dapplication.home=/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.7.0_55.jdk/Contents/Home -Xms8m
1.2、jstat命令
jstat是一個可以用於觀察Java應用程序運行時信息的工具，它的功能非常強大，可以通過它查看堆信息的詳細情況，它的基本使用方法為：
jstat -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval> [<count>]]
選項option可以由以下值組成：
jstat -class pid:顯示加載class的數量，及所占空間等信息。
jstat -compiler pid:顯示VM實時編譯的數量等信息。
jstat -gc pid:可以顯示gc的信息，查看gc的次數，及時間。其中最后五項，分別是young gc的次數，young gc的時間，full gc的次數，full gc的時間，gc的總時間。
jstat -gccapacity:可以顯示，VM內存中三代（young,old,perm）對象的使用和占用大小，如：PGCMN顯示的是最小perm的內存使用量，PGCMX顯示的是perm的內存最大使用量，PGC是當前新生成的perm內存占用量，PC是但前perm內存占用量。其他的可以根據這個類推， OC是old內純的占用量。
jstat -gcnew pid:new對象的信息。
jstat -gcnewcapacity pid:new對象的信息及其占用量。
jstat -gcold pid:old對象的信息。
jstat -gcoldcapacity pid:old對象的信息及其占用量。
jstat -gcpermcapacity pid: perm對象的信息及其占用量。
jstat -gcutil pid:統計gc信息統計。
jstat -printcompilation pid:當前VM執行的信息。
除了以上一個參數外，還可以同時加上 兩個數字，如：jstat -printcompilation 3024 250 6是每250毫秒打印一次，一共打印6次。
這些參數中最常用的參數是gcutil，下面是該參數的輸出介紹以及一個簡單例子：
S0 — Heap上的 Survivor space 0 區已使用空間的百分比 S1 — Heap上的 Survivor space 1 區已使用空間的百分比 E — Heap上的 Eden space 區已使用空間的百分比 O — Heap上的 Old space 區已使用空間的百分比 P — Perm space 區已使用空間的百分比 YGC — 從應用程序啟動到采樣時發生 Young GC 的次數 YGCT– 從應用程序啟動到采樣時 Young GC 所用的時間(單位秒) FGC — 從應用程序啟動到采樣時發生 Full GC 的次數 FGCT– 從應用程序啟動到采樣時 Full GC 所用的時間(單位秒) GCT — 從應用程序啟動到采樣時用於垃圾回收的總時間(單位秒) 實例使用1： [root@localhost bin]# jstat -gcutil 25444 S0 S1 E O P YGC YGCT FGC FGCT GCT 11.63 0.00 56.46 66.92 98.49 162 0.248 6 0.331 0.579
1.3、jinfo命令
jinfo可以用來查看正在運行的Java應用程序的擴展參數，甚至在運行時修改部分參數，它的基本語法為：
jinfo <option> <pid>
jinfo可以查看運行時參數：
jinfo -flag MaxTenuringThreshold 31518 -XX:MaxTenuringThreshold=15
jinfo還可以在運行時修改參數值：
> jinfo -flag PrintGCDetails 31518 -XX:-PrintGCDetails > jinfo -flag +PrintGCDetails 31518 > jinfo -flag PrintGCDetails 31518 -XX:+PrintGCDetails
1.4、jmap命令
jmap命令主要用於生成堆快照文件，它的使用方法如下：
> jmap -dump:format=b,file=heap.hprof 31531 Dumping heap to /Users/caojie/heap.hprof ... Heap dump file created
獲得堆快照文件之后，我們可以使用多種工具對文件進行分析，例如jhat，visual vm等。
1.5、jhat命令
使用jhat工具可以分析Java應用程序的堆快照文件，使用命令如下：
> jhat heap.hprof Reading from heap.hprof... Dump file created Tue Nov 11 06:02:05 CST 2014 Snapshot read, resolving... Resolving 8781 objects... Chasing references, expect 1 dots. Eliminating duplicate references. Snapshot resolved. Started HTTP server on port 7000 Server is ready.
jhat在分析完成之后，使用HTTP服務器展示其分析結果，在瀏覽器中訪問http://127.0.0.1:7000/即可得到分析結果。
1.6、jstack命令
jstack可用於導出Java應用程序的線程堆棧信息，語法為：
jstack -l <pid>
jstack可以檢測死鎖，下例通過一個簡單例子演示jstack檢測死鎖的功能。java代碼如下：
public class DeadLock extends Thread {
protected Object myDirect;
static ReentrantLock south = new ReentrantLock();
static ReentrantLock north = new ReentrantLock();
public DeadLock(Object obj) {
this.myDirect = obj;
if (myDirect == south) {
this.setName("south");
}
if (myDirect == north) {
this.setName("north");
}
}
@Override
public void run() {
if (myDirect == south) {
try {
north.lockInterruptibly();
try {
Thread.sleep(500);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
south.lockInterruptibly();
System.out.println("car to south has passed");
} catch (InterruptedException e1) {
System.out.println("car to south is killed");
} finally {
if (north.isHeldByCurrentThread())
north.unlock();
if (south.isHeldByCurrentThread())
south.unlock();
}
}
if (myDirect == north) {
try {
south.lockInterruptibly();
try {
Thread.sleep(500);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
north.lockInterruptibly();
System.out.println("car to north has passed");
} catch (InterruptedException e1) {
System.out.println("car to north is killed");
} finally {
if (north.isHeldByCurrentThread())
north.unlock();
if (south.isHeldByCurrentThread())
south.unlock();
}
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
DeadLock car2south = new DeadLock(south);
DeadLock car2north = new DeadLock(north);
car2south.start();
car2north.start();
Thread.sleep(1000);
}
}
使用jps命令查看進程號為32627，然后使用jstack -l 32637 > a.txt命令把堆棧信息打印到文件中，該文件內容如下：
2014-11-11 21:33:12 Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (24.55-b03 mixed mode): "Attach Listener" daemon prio=5 tid=0x00007f8d0c803000 nid=0x3307 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE Locked ownable synchronizers: - None "DestroyJavaVM" prio=5 tid=0x00007f8d0b80b000 nid=0x1903 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE Locked ownable synchronizers: - None "north" prio=5 tid=0x00007f8d0c075000 nid=0x5103 waiting on condition [0x0000000115b06000] java.lang.Thread.State: WAITING (parking) at sun.misc.Unsafe.park(Native Method) - parking to wait for <0x00000007d55ab600> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync) at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:186) at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.parkAndCheckInterrupt(AbstractQueuedSynchronizer.java:834) at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.doAcquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:894) at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:1221) at java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.lockInterruptibly(ReentrantLock.java:340) at DeadLock.run(DeadLock.java:48) Locked ownable synchronizers: - <0x00000007d55ab5d0> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync) "south" prio=5 tid=0x00007f8d0c074800 nid=0x4f03 waiting on condition [0x0000000115a03000] java.lang.Thread.State: WAITING (parking) at sun.misc.Unsafe.park(Native Method) - parking to wait for <0x00000007d55ab5d0> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync) at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:186) at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.parkAndCheckInterrupt(AbstractQueuedSynchronizer.java:834) at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.doAcquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:894) at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:1221) at java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.lockInterruptibly(ReentrantLock.java:340) at DeadLock.run(DeadLock.java:28) Locked ownable synchronizers: - <0x00000007d55ab600> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync) "Service Thread" daemon prio=5 tid=0x00007f8d0c025800 nid=0x4b03 runnable [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE Locked ownable synchronizers: - None "C2 CompilerThread1" daemon prio=5 tid=0x00007f8d0c025000 nid=0x4903 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE Locked ownable synchronizers: - None "C2 CompilerThread0" daemon prio=5 tid=0x00007f8d0d01b000 nid=0x4703 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE Locked ownable synchronizers: - None "Signal Dispatcher" daemon prio=5 tid=0x00007f8d0c022000 nid=0x4503 runnable [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE Locked ownable synchronizers: - None "Finalizer" daemon prio=5 tid=0x00007f8d0d004000 nid=0x3103 in Object.wait() [0x000000011526a000] java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor) at java.lang.Object.wait(Native Method) - waiting on <0x00000007d5505568> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock) at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:135) - locked <0x00000007d5505568> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock) at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:151) at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:189) Locked ownable synchronizers: - None "Reference Handler" daemon prio=5 tid=0x00007f8d0d001800 nid=0x2f03 in Object.wait() [0x0000000115167000] java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor) at java.lang.Object.wait(Native Method) - waiting on <0x00000007d55050f0> (a java.lang.ref.Reference$Lock) at java.lang.Object.wait(Object.java:503) at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:133) - locked <0x00000007d55050f0> (a java.lang.ref.Reference$Lock) Locked ownable synchronizers: - None "VM Thread" prio=5 tid=0x00007f8d0b83b000 nid=0x2d03 runnable "GC task thread#0 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007f8d0b818000 nid=0x2503 runnable "GC task thread#1 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007f8d0b819000 nid=0x2703 runnable "GC task thread#2 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007f8d0d000000 nid=0x2903 runnable "GC task thread#3 (ParallelGC)" prio=5 tid=0x00007f8d0d001000 nid=0x2b03 runnable "VM Periodic Task Thread" prio=5 tid=0x00007f8d0c02e800 nid=0x4d03 waiting on condition JNI global references: 109 Found one Java-level deadlock: ============================= "north": waiting for ownable synchronizer 0x00000007d55ab600, (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync), which is held by "south" "south": waiting for ownable synchronizer 0x00000007d55ab5d0, (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync), which is held by "north" Java stack information for the threads listed above: =================================================== "north": at sun.misc.Unsafe.park(Native Method) - parking to wait for <0x00000007d55ab600> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync) at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:186) at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.parkAndCheckInterrupt(AbstractQueuedSynchronizer.java:834) at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.doAcquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:894) at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:1221) at java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.lockInterruptibly(ReentrantLock.java:340) at DeadLock.run(DeadLock.java:48) "south": at sun.misc.Unsafe.park(Native Method) - parking to wait for <0x00000007d55ab5d0> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync) at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:186) at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.parkAndCheckInterrupt(AbstractQueuedSynchronizer.java:834) at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.doAcquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:894) at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:1221) at java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.lockInterruptibly(ReentrantLock.java:340) at DeadLock.run(DeadLock.java:28) Found 1 deadlock.
從這個輸出可以知道：
1、在輸出的最后一段，有明確的"Found one Java-level deadlock"輸出，所以通過jstack命令我們可以檢測死鎖；
2、輸出中包含了所有線程，除了我們的north,sorth線程外，還有"Attach Listener", "C2 CompilerThread0", "C2 CompilerThread1"等等；
3、每個線程下面都會輸出當前狀態，以及這個線程當前持有鎖以及等待鎖，當持有與等待造成循環等待時，將導致死鎖。
1.7、jstatd命令
jstatd命令是一個RMI服務器程序，它的作用相當於代理服務器，建立本地計算機與遠程監控工具的通信，jstatd服務器能夠將本機的Java應用程序信息傳遞到遠程計算機，由於需要多台計算機做演示，此處略。
1.8、hprof工具
hprof工具可以用於監控Java應用程序在運行時的CPU信息和堆信息，關於hprof的官方文檔如下：https://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/samples/hprof.html
2、Visual VM工具
Visual VM是一個功能強大的多合一故障診斷和性能監控的可視化工具，它集成了多種性能統計工具的功能，使用Visual VM可以替代jstat、jmap、jhat、jstack等工具。在命令行輸入jvisualvm即可啟動visualvm。
打開Visual VM之后，左邊導航欄會顯示出當前機器所有Java進程：
點擊你想監控的程序即可對該程序進行監控，Visual VM的性能監控頁一共有以下幾個tab頁：
概述頁會顯示程序的基本使用情況，比如，進程ID，系統屬性，啟動參數等。
通過監視頁面，可以監視應用程序的CPU、堆、永久區、類加載器和線程數的整體情況，通過頁面上的Perform GC和Heap Dump按鈕還可以手動執行Full GC和生成堆快照。
線程頁面會提供詳細的線程信息，單擊Thread Dump按鈕可以導出當前所有線程的堆棧信息，如果Visual VM在當前線程中找到死鎖，則會以十分顯眼的方式在Threads頁面給予提示。
抽樣器可以對CPU和內存兩個性能進行抽樣，用於實時地監控程序。CPU采樣器可以將CPU占用時間定位到方法，內存采樣器可以查看當前程序的堆信息。下面是一個頻繁調用的Java程序，我們會對改程序進行采樣：
public class MethodTime {
static java.util.Random r=new java.util.Random();
static Map<String,String> map=null;
static{
map=new HashMap<String,String>();
map.put("1", "Java");
map.put("2", "C++");
map.put("3", "Delphi");
map.put("4", "C");
map.put("5", "Phython");
}
public String getNameById(String id){
try {
Thread.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return map.get(id);
}
public List<String> getNamesByIds(String ids){
List<String> re=new ArrayList<String>();
String[] strs=ids.split(",");
for(String id:strs){
re.add(getNameById(id));
}
return re;
}
public List<String> getNamesByIdsBad(String ids){
List<String> re=new ArrayList<String>();
String[] strs=ids.split(",");
for(String id:strs){
//A bad code
getNameById(id);
re.add(getNameById(id));
}
return re;
}
public class NamesByIdsThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
try{
while(true){
int c=r.nextInt(4);
String ids="";
for(int i=0;i<c;i++)
ids=Integer.toString((r.nextInt(4)+1))+",";
getNamesByIds(ids);
}
}catch(Exception e){
}
}
}
public class NamesByIdsBadThread implements Runnable{
@Override
public void run() {
try{
while(true){
int c=r.nextInt(4);
String ids="";
for(int i=0;i<c;i++)
ids=Integer.toString((r.nextInt(4)+1))+",";
getNamesByIdsBad(ids);
}
}catch(Exception e){
}
}
}
public static void main(String args[]){
MethodTime instance=new MethodTime();
new Thread(instance.new NamesByIdsThread()).start();
new Thread(instance.new NamesByIdsBadThread()).start();
}
}
通過Visual VM的采樣功能，可以找到改程序中占用CPU時間最長的方法：
默認Visual VM不統計內置對象的函數調用，比如java.*包中的類，如果要統計這些內置對象，單機右上角的設置進行調配。Visual VM雖然可以統計方法的調用時間，但是無法給出方法調用堆棧，Jprofile不僅可以給出方法調用時間，還可以給出方法調用堆棧，較Visual VM更強大。
右擊左導航的應用程序，會出現以下菜單：
單機應用程序快照，可以分析當前應用程序的快照，單擊堆Dump能夠對當前的堆信息進行分析。Visual VM的更多使用方法，可以查看Oracle的官方文檔https://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/visualvm/index.html
BTrace插件
BTrace是一款功能強大的性能檢測工具，它可以在不停機的情況下，通過字節碼注入，動態監控系統的運行情況，它可以跟蹤指定的方法調用、構造函數調用和系統內存等信息，本部分打算舉一個例子，講解一下BTrace的使用。要在Visual VM中使用Btrace，首先需要安裝Btrace插件，點擊工具->插件即可在線安裝，安裝后右鍵應用程序，就會出現如下選項：
點擊Trace application，即可進入BTrace插件界面。使用BTrace可以監控指定函數的耗時，以下腳本通過正則表達式，監控所有類的getNameById方法：
import com.sun.btrace.annotations.*;
import static com.sun.btrace.BTraceUtils.*;
@BTrace
public class TracingScript {
@TLS
private static long startTime = 0;
@OnMethod(clazz="/.+/", method="/getNameById/")//監控任意類的getNameById方法
public static void startMethod() {
startTime=timeMillis();
}
@OnMethod(clazz="/.+/", method="/getNameById/",
location=@Location(Kind.RETURN))//方法返回時觸發
public static void endMethod() {
print(strcat(strcat(name(probeClass()), "."), probeMethod()));
print(" [");
print(strcat("Time taken : ", str(timeMillis() - startTime)));
println("]");
}
}
點擊運行，部分輸出如下：
MethodTime.getNameById [Time taken : 5] MethodTime.getNameById [Time taken : 4] MethodTime.getNameById [Time taken : 7] MethodTime.getNameById [Time taken : 7]
BTrace除了可以監控函數耗時外，還可以指定程序運行到某一行代碼觸發某一行為，定時觸發行為，監控函數參數等等。
3、MAT內存分析工具
MAT是一款功能強大的Java堆內存分析器，可以用於查找內存泄露以及查看內存消耗情況，MAT的官方文檔如下：http://help.eclipse.org/luna/index.jsp?topic=/org.eclipse.mat.ui.help/welcome.html。
在MAT中有淺堆和深堆的概念，淺堆是指一個對象結構所占用的內存大小，深堆是指一個對象被GC回收后可以真正釋放的內存大小。
通過MAT，可以列出所有垃圾回收的根對象，Java系統的根對象可能是以下類：系統類，線程，Java局部變量，本地棧等等。在MAT中還可以很清楚的看到根對象到當前對象的引用關系鏈。
MAT還可以自動檢測內存泄露，單擊菜單上的Leak Suspects命令，MAT會自動生成一份報告，這份報告羅列了系統內可能存在內存泄露的問題點。
在MAT中，還可以自動查找並顯示消耗內存最多的幾個對象，這些消耗大量內存的大對象往往是解決系統性能問題的關鍵所在。
具體例子，略，網速太慢，至今還未下好。。
參考書籍：Java程序性能優化