性能监控之常见JDK命令行工具整理

概述

我们在做性能分析的时候，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：运行参数、运行日志、异常堆栈、GC日志、线程快照（threaddump/javacore 文件）、堆转储快照（heapdump/hprof 文件）等。

本文只讨论JDK8的常用参数及工具。

JVM 参数类型

参数类型大概可以分为三类：

• 标准参数
• X参数
• XX参数

标准参数

JVM各个版本基本上不变的参数

举栗子：

• -help
• -server
• -client
• -version
• -showversion
• -cp
• -classpath

-X 参数

一般用的不多，不同版本的JVM可能有变化

举栗子：
-Xint:完全解释执行，不会转换成本地代码

-Xcomp:第一次使用就编译成本地代码，第一次比较慢

-Xmixed:混合模式，JVM自己来决定是否编译成本地代码

-XXX 参数

非标准化参数,相对不太稳定，主要用于JVM调优和Debug，主要分为Boolean与非Boolean两种类型

Boolean 类型

格式：-XX:[+-]表示启用或者禁用name属性
比如：

• -XX:+UseConcMarkSweepGC启用CMS垃圾回收器
• -XX:+UseG1GC 启用G1垃圾回收器
  

非 Boolean 类型

格式：-XX:=表示name的属性的值是value
比如：

• -XX:MaxGCPauseMilis=500(GC最大停顿时间为500毫秒)
• XX:GCTimeRatio=19
• -Xmx -Xms
  • -Xms等价于-XX:InitialHeapSize(初始化堆大小)
  • --Xms等价于-XX:MaxHeapSize（最大堆大小）

运行时 JVM 参数查看(最关键)

• -XX:+PrintFlagsInitial(初始值)
• -XX:+PrintFlagsFinal(最终值)

列表内容

• =表示默认值
• :=被用户或JVM修改后的值

保存成文本下载下来大概有700多个参数

• -XX:+UnlockExperimentaIVMOptions(解锁实验参数才能赋值)
• -XX:+UnlockDiagnosticVMoptions(解锁诊断参数)
• -XX:+PrintCommandLineFlags(打印命令行参数)

jps（JVM Process Status Tool）

虚拟机进程状态工具，即可查看运行态的Java进程，使用频度最高的JDK命令行工具之一，因为其他工具大多需要输入它查询到LVMID（Local Virtual machine Identifier）来确定监控哪一个进程

jps命令格式：
$jps [ options ] [ hostid ]$

jps工具主要选项：

选项	作用
-q	只输出LVMID，省略类名
-m	输出JVM Main函数的参数
-l	输出类名，如果是JAR，输出其路径
-v	输出JVM启动参数

举栗子：
查看运行java进程PID

jps -l 查看完全类名

官方参考链接：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jps.html

jinfo（Configuration Info for Java）

JVM配置信息工具，可实时查看和调整JVM的各项参数

命令格式：
$jinfo [ option ] pid$

查看运行中java进程的参数

• jinfo -flag name pid：当前设置的参数
• jin -flags name pid：赋值的参数

举栗子：
查看最大内存

查看垃圾回收器，是否启用

jstat（JVM Statistics Monitoring Tool）

监控JVM各种运行状态信息的命令行工具，可以监控JVM中的类加载、内存、GC、JIT编译等运行数据

命令格式：
$jstat [ generalOption | outputOptions vmid [ interval[s|ms] [ count ] ]$

举栗子：

• -class 类加载器
• -compiler JIT
• -gc GC状态
• -printcomplilation HotSpot编译统计
• -gccapacity 各区大小
• -gccause 最后一次GC统计和原因
• -gcnew 年轻代状态
• -gcnewcapacity 年轻代大小
• -gcold 年老代大小
• -gcoldcapacity 年老代大小
• -gcutil GC汇总统计

查看类装载，卸载数量，总空间以及类装载耗费的时间

官方参考链接：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jstat.html

垃圾回收（性能监控非常有用）

实时动态查看内存变化

• S0C、S1C、S0U、S1U：S0和S1的总量与使用量
  -EC、EU：Eden区总量与使用量
• OC、OU：Old区总量与使用量
• MC、MU：Metaspace区总量与使用量
• CCSC、CCSU：压缩类空间总量与使用量
• YGC、YGCT：YoungGC的次数与时间
• FGC、FGCT：FullGC的次数与时间
• GCT：总的GC时间

JIT 编译

• -complier：输出JIT编译器编译过的方法、耗时等信息
• -printcomplilation：输出已经被JIT编译的方法

jmap（Memory Map for Java）

JAVA内存映像工具，一方面用于生成堆转存储快照（heapdump或dump文件），另一方面可以查询finalize执行队列、Java堆和永久代的详细信息，如空间使用率、当前使用的垃圾收集器等

jmap命令格式：
$jmap [ options ] pid$
$jmap [ options ] executable core$
$jmap [ options ] [ pid ] server-id@ ] remote-hostname-or-IP$

jmap工具主要选项

选项	作用
-dump	生成JAVA堆转储快照
-finalize	显示在F-Queue中等待finalizer线程执行finalize方法的对象
-heap	显示堆详细信息，如使用的垃圾回收器、参数配置、分代状况等
-histo	显示堆中对象的统计信息，包括类、实例数量、合计容量等
-permstat	以ClassLoader为统计口径显示永久代的内存状态
-F	强制生成dump快照

使用jmap生成dump文件

jmap打印内存直方图或heap信息

官方参考链接：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jmap.html

jstack（Stack Track for Java）

JAVA堆栈跟踪工具，用于生成JVM当前时刻的线程快照（threaddump或javacore文件）。线程快照即当前JVM每一条线程正在执行的方法堆栈集合

主要用途：定位线程长时间停顿的原因，如：线程死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间等待等。

jstack命令格式：
$jstack [ options ] pid$
$jstack [ options ] executable core$
$jstack [ options ] [ server-id@ ] remote-hostname-or-IP$

jstack工具主要选项：

选项	作用
-F	强制输出线程堆栈
-l	除堆栈外，显示关于锁的附加信息
-m	如果调用本地方法的话，可以显示C++的信息

使用jstack生成线程堆栈，jstack -l 23554 > test.threaddump保存到文件

官方参考链接：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jstack.html

举个小栗子：
Java程序抓最耗CPU的线程，可以通过这么几步：

1. 通过top命令（top之后再按shift+H可以显示线程）查看CPU使用率高的线程；
2. 将这个线程号转换为16进制，如：printf %x；
3. 使用jps查看服务器的Java进程号；
4. 使用jstack [进程号]打印当前的进程堆栈；
5. 从打印的信息中，找到第2步得到的线程号，看看这个线程在做什么。 不一定一次就能抓准线程状态，可以第1步时多记几个线程。

JVM 内存结构

• 堆区：S0和S1大小相同，同一个时间点上只有一个启用，另一个是空的
• 非堆区：操作系统的本地内存，独立于JVM的堆区之外的
• Metaspace：JDK8新特性
• CCS：启用短指针才会有
• CodeCache：把JAVA代码转换为Native代码存在此处，如果没有开启JIT编译，此处内存不存在
• CCS：启用短指针的时候存到此处