深入JVM系列之(3):JavaCore和HeapDump

本文轉載自查看原文 2016-06-08 21:52 2879 JVM

jvm 生成javacore和heapdump文件

在Server端開發與運維中，經常需要生成javacore和heapdump文件，以便分析jvm的運行狀態。javacore文件中給出jvm線程的詳細情況，而heapdump文件則給出jvm的運行時內存的使用情況，對分析JVM的內存泄漏有重要的作用。其中，javacore文件一般是文本文件，而heapdump則一般是二進制文件，需要使用專門的分析工具進行分析，一般常用的工具為IBM的heap anylizer。

JavaCore是關於CPU的，而HeapDump文件是關於內存的。

JavaCore文件主要保存的是Java應用各線程在某一時刻的運行的位置，即JVM執行到哪一個類、哪一個方法、哪一個行上。它是一個文本文件，打開后可以看到每一個線程的執行棧，以stack trace的顯示。通過對JavaCore文件的分析可以得到應用是否“卡”在某一點上，即在某一點運行的時間太長，例如數據庫查詢，長期得不到響應，最終導致系統崩潰等情況。

一般JavaCore文件生成兩個比較有效，可以對比這兩個JavaCore文件，來對比哪個線程“卡”住了。

HeapDump文件是一個二進制文件，它保存了某一時刻JVM堆中對象使用情況，這種文件需要相應的工具進行分析，如IBM Heap Analyzer這類工具。這類文件最重要的作用就是分析系統中是否存在內存溢出的情況。

（1）Oracle JVM

如果使用Oracle JVM也就是標准的SUN JVM（SUN已被oracle收購）當內存溢出時生成heapdump文件配置如下

1 -Xloggc:${目錄}/temp_gc.log           （GC日志文件）
2 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError       （內存溢出時生成heapdump文件）
3 -XX:HeapDumpPath=${目錄}              （heapdump文件存放位置）

如果要即時動態生成heapdump文件可以使用jmap命令， jdk6.0已取消了-XX:+HeapDumpOnCtrlBreak配置參數通過ctrl+break的方式。

1 jmap -dump:format=b,file=temp_heapdump.hprof

而javacore文件的生成，則需要依賴於kill命令，當jvm進程被殺死的時候，生成javacore文件。

（2）HP JVM

與生成heapdump相關的命令行參數：

1 -Xverbosegc:file=${目錄}/temp_gc.log  （GC日志文件）
2 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError       （內存溢出時生成heapdump文件）
3 -XX:+HeapDumpOnCtrlBreak              （可以通過ctrl+break組合鍵動態生成heapdump文件 HP JVM也在jdk6中取消了這一方式嗎？？）
4 -XX:HeapDumpPath=${目錄}              （heapdump文件存放位置）

（3）IBM JVM
非windows操作系統環境中

1 -XverboseGClog: ${目錄}/temp_gc.log   （GC日志文件）
2 -Xdump:heap:events=user,file=${目錄}/pid%uid%pid.phd

表示可以根據需要通過kill -3 產生DUMP文件，%uid和%pid為變量

windows操作系統環境中：啟動wsadmin,進入wsadmin環境

1 wsadmin> set jvm [$AdminControl completeObjectName type=JVM,process=server1,*]
2 wsadmin> $AdminControl invoke $jvm generateHeapDump 3 wsadmin> $AdminControl invoke $jvm dumpThreads

以上主要是通過命令行，配置使用kill命令生成javacore和heapdump文件。

on-the-fly way

linux環境下，使用ps -ef 或者ps -aux命令，或者top命令，得到pid，然后使用kill 命令殺死特定進程，產生java core 和heap dump 文件。kill命令就是用戶向進程發送signal。

那么問題來了： kill命令必須殺死進程才能獲得java core和heap dump文件，能否在不殺死進程的情況下產生這兩個文件呢？

實際上，jdk給我們提供了多種工具命令，這些命令保存在jdk的bin目錄下，它們被稱為Standard JDK Tools and Utilities。基本的工具有：appletviewer, apt, extcheck, jar, java, javac, javadoc, 等等。而用來Troubleshooting的工具主要有：jinfo, jhat, jmap, jsadebugd, jstack，jstat等等。

jmap：

jmap prints shared object memory maps or heap memory details of a given process or core file or a remote debug server. If the given process is running on a 64-bit VM, you may need to specify the -J-d64 option, e.g.:

jmap -J-d64 -heap pid



jmap輸出如下：

 1 C:\Users\IBM_ADMIN>jmap -J-d64 -heap 9952
 2 Attaching to process ID 9952, please wait...
 3 Debugger attached successfully.
 4 Server compiler detected.
 5 JVM version is 25.60-b23  6 
 7 using thread-local object allocation.
 8 Parallel GC with 4 thread(s)
 9 
10 Heap Configuration:
11    MinHeapFreeRatio         = 0
12    MaxHeapFreeRatio         = 100
13    MaxHeapSize              = 1073741824 (1024.0MB)
14    NewSize                  = 89128960 (85.0MB)
15    MaxNewSize               = 357564416 (341.0MB)
16    OldSize                  = 179306496 (171.0MB)
17    NewRatio                 = 2
18    SurvivorRatio            = 8
19    MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB)
20    CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)
21    MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB
22    G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB)
23 
24 Heap Usage:
25 PS Young Generation
26 Eden Space:
27    capacity = 348651520 (332.5MB)
28    used     = 4341152 (4.140045166015625MB)
29    free     = 344310368 (328.3599548339844MB)
30    1.245126365718985% used
31 From Space:
32    capacity = 1048576 (1.0MB)
33    used     = 0 (0.0MB)
34    free     = 1048576 (1.0MB)
35    0.0% used
36 To Space:
37    capacity = 1048576 (1.0MB)
38    used     = 0 (0.0MB)
39    free     = 1048576 (1.0MB)
40    0.0% used
41 PS Old Generation 42    capacity = 525860864 (501.5MB)
43    used     = 280628384 (267.6280822753906MB)
44    free     = 245232480 (233.87191772460938MB)
45    53.36551989539195% used
46 
47 36434 interned Strings occupying 3405440 bytes.

jhat：

parses a java heap dump file and launches a webserver. jhat enables you to browse heap dumps using your favorite webbrowser.

jstat：

輸出的各列的含義。可見該命令也主要針對運行時內存。

Column	Description
S0	Survivor space 0 utilization as a percentage of the space's current capacity.
S1	Survivor space 1 utilization as a percentage of the space's current capacity.
E	Eden space utilization as a percentage of the space's current capacity.
O	Old space utilization as a percentage of the space's current capacity.
P	Permanent space utilization as a percentage of the space's current capacity.
YGC	Number of young generation GC events.
YGCT	Young generation garbage collection time.
FGC	Number of full GC events.
FGCT	Full garbage collection time.
GCT	Total garbage collection time.

jstack：

jstack prints Java stack traces of Java threads for a given Java process or core file or a remote debug server.

jstack -J-d64 -m pid

-m: prints mixed mode (both Java and native C/C++ frames) stack trace.

樣例輸出如下：

  1 C:\Users\IBM_ADMIN>jstack -J-d64 -m 9952
  2 Attaching to process ID 9952, please wait...
  3 Debugger attached successfully.
  4 Server compiler detected.
  5 JVM version is 25.60-b23
  6 Deadlock Detection:
  7 
  8 No deadlocks found.
  9 
 10 ----------------- 0 -----------------
 11 0x00000000776e937a      USER32!WaitMessage + 0xa
 12 ----------------- 1 -----------------
 13 ----------------- 2 -----------------
 14 ----------------- 3 -----------------
 15 ----------------- 4 -----------------
 16 ----------------- 5 -----------------
 17 ----------------- 6 -----------------
 18 ----------------- 7 -----------------
 19 ----------------- 8 -----------------
 20 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 21 ----------------- 9 -----------------
 22 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 23 ----------------- 10 -----------------
 24 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 25 ----------------- 11 -----------------
 26 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 27 ----------------- 12 -----------------
 28 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 29 ----------------- 13 -----------------
 30 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 31 ----------------- 14 -----------------
 32 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 33 ----------------- 15 -----------------
 34 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 35 ----------------- 16 -----------------
 36 ----------------- 17 -----------------
 37 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 38 ----------------- 18 -----------------
 39 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 40 ----------------- 19 -----------------
 41 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 42 ----------------- 20 -----------------
 43 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 44 ----------------- 21 -----------------
 45 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 46 ----------------- 22 -----------------
 47 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 48 ----------------- 23 -----------------
 49 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 50 ----------------- 24 -----------------
 51 0x000000007793c0ea      ntdll!NtWaitForMultipleObjects + 0xa
 52 ----------------- 25 -----------------
 53 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 54 ----------------- 26 -----------------
 55 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 56 ----------------- 27 -----------------
 57 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 58 ----------------- 28 -----------------
 59 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 60 ----------------- 29 -----------------
 61 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 62 ----------------- 30 -----------------
 63 0x000000007793c0ea      ntdll!NtWaitForMultipleObjects + 0xa
 64 ----------------- 31 -----------------
 65 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 66 ----------------- 32 -----------------
 67 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 68 ----------------- 33 -----------------
 69 ----------------- 34 -----------------
 70 ----------------- 35 -----------------
 71 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 72 ----------------- 36 -----------------
 73 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 74 ----------------- 37 -----------------
 75 ----------------- 38 -----------------
 76 0x000000007793c0ea      ntdll!NtWaitForMultipleObjects + 0xa
 77 ----------------- 39 -----------------
 78 0x000000007793c0ea      ntdll!NtWaitForMultipleObjects + 0xa
 79 ----------------- 40 -----------------
 80 0x000000007793c0ea      ntdll!NtWaitForMultipleObjects + 0xa
 81 ----------------- 41 -----------------
 82 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 83 ----------------- 42 -----------------
 84 ----------------- 43 -----------------
 85 0x000000007793c0ea      ntdll!NtWaitForMultipleObjects + 0xa
 86 ----------------- 44 -----------------
 87 ----------------- 45 -----------------
 88 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 89 ----------------- 46 -----------------
 90 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 91 ----------------- 47 -----------------
 92 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 93 ----------------- 48 -----------------
 94 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 95 ----------------- 49 -----------------
 96 ----------------- 50 -----------------
 97 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
 98 ----------------- 51 -----------------
 99 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
100 ----------------- 52 -----------------
101 0x000000007793bb7a      ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa

基本看不懂。。。

結論：要想debug一個真正的bug，還得靠詳細的javacore文件和heapdump文件！

參考文獻：

http://www.codeceo.com/article/java-javacore-heapdump.html

http://blog.itpub.net/14710393/viewspace-754416

工具集：

http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/tools/index.html#jconsole

http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/tools/share/jmap.html

http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/tools/share/jhat.html

http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/tools/share/jstat.html

http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/tools/share/jstack.html

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