JVM性能調優監控工具jps、jstack、jmap、jhat、jstat、hprof使用詳解
DK本身提供了很多方便的JVM性能調優監控工具，除了集成式的VisualVM和jConsole外，還有jps、jstack、jmap、jhat、jstat、hprof等小巧的工具，本博客希望能起拋磚引玉之用，讓大家能開始對JVM性能調優的常用工具有所了解。現實企業級Java開發中，有時候我們會碰到下面這些問題：OutOfMemoryError，內存不足內存泄露線程死鎖鎖爭用（Lock Contention）Java進程消耗CPU過高......
這些問題在日常開發中可能被很多人忽視（比如有的人遇到上面的問題只是重啟服務器或者調大內存，而不會深究問題根源），但能夠理解並解決這些問題是Java程序員進階的必備要求。本文將對一些常用的JVM性能調優監控工具進行介紹，希望能起拋磚引玉之用。
A、 jps(Java Virtual Machine Process Status Tool) jps主要用來輸出JVM中運行的進程狀態信息。語法格式如下： jps [options] [hostid]
如果不指定hostid就默認為當前主機或服務器。 命令行參數選項說明如下：-q 不輸出類名、Jar名和傳入main方法的參數- m 輸出傳入main方法的參數-l 輸出main類或Jar的全限名-v 輸出傳入JVM的參數
比如下面：root@ubuntu:/# jps -m - l2458 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 -l8247 org.apache.catalina.startup.Bootstrap start 25687 com.sun.tools.hat.Main -port 9999 dump.dat 21711 mrf-center.jar
B、 jstack jstack主要用來查看某個Java進程內的線程堆棧信息。語法格式如下： jstack [option] pid jstack [option] executable core jstack [option] [server-id@]remote-hostname-or-ip
命令行參數選項說明如下：-l long listings，會打印出額外的鎖信息，在發生死鎖時可以用jstack -l pid來觀察鎖持有情況-m mixed mode，不僅會輸出Java堆棧信息，還會輸出C/C++堆棧信息（比如Native方法）
jstack可以定位到線程堆棧，根據堆棧信息我們可以定位到具體代碼，所以它在JVM性能調優中使用得非常多。下面我們來一個實例找出某個Java進程中最耗費CPU的Java線程並定位堆棧信息，用到的命令有ps、top、printf、jstack、grep。 第一步先找出Java進程ID，我部署在服務器上的Java應用名稱為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
得到進程ID為21711，第二步找出該進程內最耗費CPU的線程，可以使用ps -Lfp pid或者ps -mp pid -o THREAD, tid, time或者top -Hp pid，我這里用第三個，輸出如下：
TIME列就是各個Java線程耗費的CPU時間，CPU時間最長的是線程ID為21742的線程，用
printf "%x\n" 21742
得到21742的十六進制值為54ee，下面會用到。 OK，下一步終於輪到jstack上場了，它用來輸出進程21711的堆棧信息，然后根據線程ID的十六進制值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這個類的Object.wait()，我找了下我的代碼，定位到下面的代碼：
它是輪詢任務的空閑等待代碼，上面的sigLock.wait(timeUntilContinue)就對應了前面的Object.wait()。
C、 jmap（Memory Map）和jhat（Java Heap Analysis Tool） jmap用來查看堆內存使用狀況，一般結合jhat使用。 jmap語法格式如下：jmap [option] pidjmap [option] executable corejmap [option] [server-id@]remote-hostname-or-ip
如果運行在64位JVM上，可能需要指定-J-d64命令選項參數。jmap -permstat pid
打印進程的類加載器和類加載器加載的持久代對象信息，輸出：類加載器名稱、對象是否存活（不可靠）、對象地址、父類加載器、已加載的類大小等信息，如下圖：
使用jmap -heap pid查看進程堆內存使用情況，包括使用的GC算法、堆配置參數和各代中堆內存使用情況。比如下面的例子：
使用jmap -histo[:live] pid查看堆內存中的對象數目、大小統計直方圖，如果帶上live則只統計活對象，如下：
class name是對象類型，說明如下：
B byte
C char
D double
F float
I int
J long
Z boolean
[ 數組，如[I表示int[]
[L+類名 其他對象 還有一個很常用的情況是：用jmap把進程內存使用情況dump到文件中，再用jhat分析查看。jmap進行dump命令格式如下：
jmap -dump:format=b,file=dumpFileName pid
我一樣地對上面進程ID為21711進行Dump：root @ubuntu:/# jmap -dump:format=b,file=/tmp/dump.dat 21711
Dumping heap to /tmp/dump.dat ...
Heap dump file created
dump出來的文件可以用MAT、VisualVM等工具查看，這里用jhat查看：.
注意如果Dump文件太大，可能需要加上-J-Xmx512m這種參數指定最大堆內存，即jhat -J-Xmx512m -port 9998 /tmp/dump.dat。然后就可以在瀏覽器中輸入主機地址:9998查看了：
上面紅線框出來的部分大家可以自己去摸索下，最后一項支持OQL（對象查詢語言）。
D、jstat（JVM統計監測工具） 語法格式如下：jstat [ generalOption | outputOptions vmid [interval[s|ms] [count]] ]
vmid是Java虛擬機ID，在Linux/Unix系統上一般就是進程ID。interval是采樣時間間隔。count是采樣數目。比如下面輸出的是GC信息，采樣時間間隔為250ms，采樣數為4：
要明白上面各列的意義，先看JVM堆內存布局：
可以看出：堆內存 = 年輕代 + 年老代 + 永久代
年輕代 = Eden區 + 兩個Survivor區（From和To）
現在來解釋各列含義：S0C、S1C、S0U、S1U：Survivor 0/1區容量（Capacity）和使用量（Used）
EC、EU：Eden區容量和使用量
OC、OU：年老代容量和使用量
PC、PU：永久代容量和使用量
YGC、YGT：年輕代GC次數和GC耗時
FGC、FGCT：Full GC次數和Full GC耗時
GCT：GC總耗時 E、hprof（Heap/CPU Profiling Tool）
hprof能夠展現CPU使用率，統計堆內存使用情況。 語法格式如下：
完整的命令選項如下：
來幾個官方指南上的實例。 CPU Usage Sampling Profiling(cpu=samples)的例子：java -agentlib:hprof=cpu=samples,interval=20,depth=3 Hello
上面每隔20毫秒采樣CPU消耗信息，堆棧深度為3，生成的profile文件名稱是java.hprof.txt，在當前目錄。 CPU Usage Times Profiling(cpu=times)的例子，它相對於CPU Usage Sampling Profile能夠獲得更加細粒度的CPU消耗信息，能夠細到每個方法調用的開始和結束，它的實現使用了字節碼注入技術（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能生成更詳細的Heap Dump信息：javac -J-agentlib:hprof=heap=dump Hello.java
雖然在JVM啟動參數中加入-Xrunprof:heap=sites參數可以生成CPU/Heap Profile文件，但對JVM性能影響非常大，不建議在線上服務器環境使用。
A、 jps(Java Virtual Machine Process Status Tool) jps主要用來輸出JVM中運行的進程狀態信息。語法格式如下： jps [options] [hostid]
如果不指定hostid就默認為當前主機或服務器。 命令行參數選項說明如下：-q 不輸出類名、Jar名和傳入main方法的參數- m 輸出傳入main方法的參數-l 輸出main類或Jar的全限名-v 輸出傳入JVM的參數
比如下面：root@ubuntu:/# jps -m - l2458 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 -l8247 org.apache.catalina.startup.Bootstrap start 25687 com.sun.tools.hat.Main -port 9999 dump.dat 21711 mrf-center.jar
B、 jstack jstack主要用來查看某個Java進程內的線程堆棧信息。語法格式如下： jstack [option] pid jstack [option] executable core jstack [option] [server-id@]remote-hostname-or-ip
命令行參數選項說明如下：-l long listings，會打印出額外的鎖信息，在發生死鎖時可以用jstack -l pid來觀察鎖持有情況-m mixed mode，不僅會輸出Java堆棧信息，還會輸出C/C++堆棧信息（比如Native方法）
jstack可以定位到線程堆棧，根據堆棧信息我們可以定位到具體代碼，所以它在JVM性能調優中使用得非常多。下面我們來一個實例找出某個Java進程中最耗費CPU的Java線程並定位堆棧信息，用到的命令有ps、top、printf、jstack、grep。 第一步先找出Java進程ID，我部署在服務器上的Java應用名稱為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
得到進程ID為21711，第二步找出該進程內最耗費CPU的線程，可以使用ps -Lfp pid或者ps -mp pid -o THREAD, tid, time或者top -Hp pid，我這里用第三個，輸出如下：
TIME列就是各個Java線程耗費的CPU時間，CPU時間最長的是線程ID為21742的線程，用
printf "%x\n" 21742
得到21742的十六進制值為54ee，下面會用到。 OK，下一步終於輪到jstack上場了，它用來輸出進程21711的堆棧信息，然后根據線程ID的十六進制值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這個類的Object.wait()，我找了下我的代碼，定位到下面的代碼：
它是輪詢任務的空閑等待代碼，上面的sigLock.wait(timeUntilContinue)就對應了前面的Object.wait()。C、 jmap（Memory Map）和jhat（Java Heap Analysis Tool） jmap用來查看堆內存使用狀況，一般結合jhat使用。 jmap語法格式如下：jmap [option] pidjmap [option] executable corejmap [option] [server-id@]remote-hostname-or-ip
如果運行在64位JVM上，可能需要指定-J-d64命令選項參數。jmap -permstat pid
打印進程的類加載器和類加載器加載的持久代對象信息，輸出：類加載器名稱、對象是否存活（不可靠）、對象地址、父類加載器、已加載的類大小等信息，如下圖：
使用jmap -heap pid查看進程堆內存使用情況，包括使用的GC算法、堆配置參數和各代中堆內存使用情況。比如下面的例子：
使用jmap -histo[:live] pid查看堆內存中的對象數目、大小統計直方圖，如果帶上live則只統計活對象，如下：
class name是對象類型，說明如下：
B byte
C char
D double
F float
I int
J long
Z boolean
[ 數組，如[I表示int[][L+類名 其他對象 還有一個很常用的情況是：用jmap把進程內存使用情況dump到文件中，再用jhat分析查看。jmap進行dump命令格式如下：
jmap -dump:format=b,file=dumpFileName pid
我一樣地對上面進程ID為21711進行Dump：root @ubuntu:/# jmap -dump:format=b,file=/tmp/dump.dat 21711
Dumping heap to /tmp/dump.dat ...
Heap dump file created
dump出來的文件可以用MAT、VisualVM等工具查看，這里用jhat查看：.
注意如果Dump文件太大，可能需要加上-J-Xmx512m這種參數指定最大堆內存，即jhat -J-Xmx512m -port 9998 /tmp/dump.dat。然后就可以在瀏覽器中輸入主機地址:9998查看了：
上面紅線框出來的部分大家可以自己去摸索下，最后一項支持OQL（對象查詢語言）。
D、jstat（JVM統計監測工具） 語法格式如下：jstat [ generalOption | outputOptions vmid [interval[s|ms] [count]] ]
vmid是Java虛擬機ID，在Linux/Unix系統上一般就是進程ID。interval是采樣時間間隔。count是采樣數目。比如下面輸出的是GC信息，采樣時間間隔為250ms，采樣數為4：
要明白上面各列的意義，先看JVM堆內存布局：
可以看出：堆內存 = 年輕代 + 年老代 + 永久代
年輕代 = Eden區 + 兩個Survivor區（From和To）
現在來解釋各列含義：S0C、S1C、S0U、S1U：Survivor 0/1區容量（Capacity）和使用量（Used）
EC、EU：Eden區容量和使用量
OC、OU：年老代容量和使用量
PC、PU：永久代容量和使用量
YGC、YGT：年輕代GC次數和GC耗時
FGC、FGCT：Full GC次數和Full GC耗時
GCT：GC總耗時 E、hprof（Heap/CPU Profiling Tool）
hprof能夠展現CPU使用率，統計堆內存使用情況。 語法格式如下：
完整的命令選項如下：
來幾個官方指南上的實例。 CPU Usage Sampling Profiling(cpu=samples)的例子：java -agentlib:hprof=cpu=samples,interval=20,depth=3 Hello
上面每隔20毫秒采樣CPU消耗信息，堆棧深度為3，生成的profile文件名稱是java.hprof.txt，在當前目錄。 CPU Usage Times Profiling(cpu=times)的例子，它相對於CPU Usage Sampling Profile能夠獲得更加細粒度的CPU消耗信息，能夠細到每個方法調用的開始和結束，它的實現使用了字節碼注入技術（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能生成更詳細的Heap Dump信息：javac -J-agentlib:hprof=heap=dump Hello.java
雖然在JVM啟動參數中加入-Xrunprof:heap=sites參數可以生成CPU/Heap Profile文件，但對JVM性能影響非常大，不建議在線上服務器環境使用。
原文章轉自：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA3OTgyMDcwNg==&mid=2650626150&idx=1&sn=1df38f390afc24c4701bd337d0e8856a&chksm=87a45aabb0d3d3bdf9051bdf575f74009c2048eabf15e04da36d3127f13704a490c205c4c051&mpshare=1&scene=1&srcid=1028E4jNZOIPYZcMHNVfbg8r&pass_ticket=%2Fn3BAiE%2FTvroxeNodAU6Ot0IS1pO1OdPvHoaqHM8e4jR4wKirK6z1q7lMZdD6khH#rd