jvm调优的命令和工具总结与分析

1 前置启动程序

2 Jmap查看内存信息

2.1 jmap ‐histo查看历史实例信息

2.2 jmap ‐heap查看堆信息：

2.3 jmap ‐dump导出堆内存信息

2 Jstack查找死锁

2.1 用jstack加进程id查找死锁

2.2 还可以用jvisualvm自动检测死锁

3 Jinfo查看参数配置值

3.1 Jinfo -flags查看jvm的参数

3.2 Jinfo -sysprops 查看java系统参数

4 Jstat 查看堆内存各部分的使用量，以及加载类的数量

4.1 jstat -gc 统计垃圾回收情况

4.2 jstat -gccapacity统计堆内存情况

4.3 jstat -gcnew 统计新生代垃圾回收情况

4.4 jstat -gcnew 新生代内存统计

4.5 jstat -gcold 统计老年代垃圾回收情况

4.6 jstak -gcoldcapacity统计老年代内存

4.7 jstak -gcmetacapacity统计元数据空间情况

4.8 jstak -gcutil统计元数据空间情况

5 JVM运行情况预估

5.1 年轻代对象增长的速率

5.2 Young GC的触发频率和每次耗时

5.3 每次Young GC后有多少对象存活和进入老年代

5.4 Full GC的触发频率和每次耗时

5.5 优化思路总结

6 Arthas 阿里巴巴JAVA诊断工具

6.1 Arthas使用场景

6.2 Arthas使用

6.2.1 选择进程序号1，进入进程信息操作

6.2.2 输入dashboard可以查看整个进程的运行情况，线程、内存、GC、运行环境信息

6.2.3 输入thread可以查看线程详细情况

6.2.4 输入 thread加上线程ID 可以查看线程堆栈

6.2.5 输入 thread -b 可以查看线程死锁

6.2.6 输入 jad加类的全名可以反编译，这样可以方便我们查看线上代码是否是正确的

6.2.7 版本使用 ognl 命令可以查看线上系统变量的值，甚至可以修改变量的值

7 GC日志详解

7.1如何分析GC日志

CMS收集器

G1收集器

8 JVM参数汇总查看命令 java -XX

9 调优的最终目标是什么？

10 调优常用的参数

1 前置启动程序

事先启动一个web应用程序，用jps查看其进程id，接着用各种jdk自带命令或工具优化应用；

常用的命令有：Jmap、Jstack、Jinfo、Jstat

常用的工具有：jvisualvm、Arthas、gceasy、Visual GC

2 Jmap查看内存信息

2.1 jmap ‐histo查看历史实例信息

此命令可以用来查看内存信息，实例个数以及占用内存大小

1 jmap ‐histo 14660 #查看历史生成的实例

2 jmap ‐histo:live 14660 #查看当前存活的实例，执行过程中可能会触发一次full gc

3 D:>jmap -histo 14660>./log.txt #导出历史生成的实例信息到文件

打开log.txt，文件内容如下：

num：序号
instances：实例数量
bytes：占用空间大小
class name：类名称，[C is a char[]，[S is a short[]，[I is a int[]，[B is a byte[]，[[I is a int[][]

2.2 jmap ‐heap查看堆信息：

2.3 jmap ‐dump导出堆内存信息

1 jmap ‐dump:format=b,file=eureka.hprof 14660

也可以设置内存溢出自动导出dump文件(内存很大的时候，可能会导不出来)

1. -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

2. -XX:HeapDumpPath=./ （路径）

示例代码：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.UUID;

public class OOMTest {
    public static List<Object> list = new ArrayList<>();

    // JVM设置
    //-Xms10M -Xmx10M -XX:+PrintGcDetails -Xx:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=D: jvm.dump
    public static void main(String[] args) {
        List<Object> list = new ArrayList<>();
        int i = 0;
        int j = 0;
        while (true) {
            list.add(new User(i++, UUID.randomUUID().toString()));
            new User(j--, UUID.randomUUID().toString());
        }
    }
}

可以用jvisualvm命令工具导入该dump文件分析:

2 Jstack查找死锁

2.1 用jstack加进程id查找死锁

见如下示例

public class DeadLockTest {
        private static Object lock1 = new Object();
        private static Object lock2 = new Object();

        public static void main(String[] args) {
            new Thread(() ‐ > {
                synchronized (lock1) {
                  try {
                    System.out.println("thread1 begin");
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                }
                synchronized (lock2) {
                    System.out.println("thread1 end");
                }
                }
            }).start();

            new Thread(() ‐ > {
            synchronized (lock2) {
                try {
                    System.out.println("thread2 begin");
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                }
                synchronized (lock1) {
                    System.out.println("thread2 end");
                }
            } }).start();
            System.out.println("main thread end");
        }
}

"Thread-1" 线程名

prio=5 优先级=5

tid=0x000000001fa9e000 线程id

nid=0x2d64 线程对应的本地线程标识nid

java.lang.Thread.State: BLOCKED 线程状态

2.2 还可以用jvisualvm自动检测死锁

远程连接jvisualvm：

启动普通的jar程序JMX端口配置：

1 java ‐Dcom.sun.management.jmxremote.port=8888 ‐Djava.rmi.server.hostname=192.168.65.60 ‐Dcom.sun.management.jmxremot

e.ssl=false ‐Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false ‐jar microservice‐eureka‐server.jar

PS：

-Dcom.sun.management.jmxremote.port 为远程机器的JMX端口

-Djava.rmi.server.hostname 为远程机器IP

tomcat的JMX配置：在catalina.sh文件里的最后一个JAVA_OPTS的赋值语句下一行增加如下配置行

1 JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS ‐Dcom.sun.management.jmxremote.port=8888 ‐Djava.rmi.server.hostname=192.168.50.60 ‐Dcom.sun.ma

nagement.jmxremote.ssl=false ‐Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false"

连接时确认下端口是否通畅，可以临时关闭下防火墙

1 systemctl stop firewalld #临时关闭防火墙

2.3 jstack找出占用cpu最高的线程堆栈信息

/**
 * 运行此代码，cpu会飙高
 */
public class Math {

    public static final int initData = 666;
    public static User user = new User();

    public int compute() { //一个方法对应一块栈帧内存区域
        int a = 1;
        int b = 2;
        int c = (a + b) * 10;
        return c;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Math math = new Math();
        while (true) {
            math.compute();
        }
    }
}

1，使用命令top -p ，显示你的java进程的内存情况，pid是你的java进程号，比如19663

2，按H，获取每个线程的内存情况3，找到内存和cpu占用最高的线程tid，比如19664

4，转为十六进制得到 0x4cd0，此为线程id的十六进制表示

❯ printf "0x%x\n" 19664

0x4cd0

5，执行 jstack 19663|grep -A 10 4cd0，得到线程堆栈信息中 4cd0 这个线程所在行的后面10行，从堆栈中可以发现导致cpu飙高的调用方法

6，查看对应的堆栈信息找出可能存在问题的代码

3 Jinfo查看参数配置值

3.1 Jinfo -flags查看jvm的参数

3.2 Jinfo -sysprops 查看java系统参数

4 Jstat 查看堆内存各部分的使用量，以及加载类的数量

jstat命令可以查看堆内存各部分的使用量，以及加载类的数量。

命令的格式如下：

jstat [-命令选项] [vmid] [间隔时间(毫秒)] [查询次数]

注意：使用的jdk版本是jdk8

4.1 jstat -gc 统计垃圾回收情况

jstat -gc pid 最常用，可以评估程序内存使用及GC压力整体情况

S0C：第一个幸存区的大小，单位KB

S1C：第二个幸存区的大小

S0U：第一个幸存区的使用大小

S1U：第二个幸存区的使用大小

EC：伊甸园区的大小

EU：伊甸园区的使用大小

OC：老年代大小

OU：老年代使用大小

MC：方法区大小(元空间)

MU：方法区使用大小

CCSC:压缩类空间大小

CCSU:压缩类空间使用大小

YGC：年轻代垃圾回收次数

YGCT：年轻代垃圾回收消耗时间，单位s

FGC：老年代垃圾回收次数

FGCT：老年代垃圾回收消耗时间，单位s

GCT：垃圾回收消耗总时间，单位s

4.2 jstat -gccapacity统计堆内存情况

NGCMN：新生代最小容量

NGCMX：新生代最大容量

NGC：当前新生代容量

S0C：第一个幸存区大小

S1C：第二个幸存区的大小

EC：伊甸园区的大小

OGCMN：老年代最小容量

OGCMX：老年代最大容量

OGC：当前老年代大小

OC:当前老年代大小

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：年轻代gc次数

FGC：老年代GC次数

4.3 jstat -gcnew 统计新生代垃圾回收情况

S0C：第一个幸存区的大小

S1C：第二个幸存区的大小

S0U：第一个幸存区的使用大小

S1U：第二个幸存区的使用大小

TT:对象在新生代存活的次数

MTT:对象在新生代存活的最大次数

DSS:期望的幸存区大小

EC：伊甸园区的大小

EU：伊甸园区的使用大小

YGC：年轻代垃圾回收次数

YGCT：年轻代垃圾回收消耗时间

4.4 jstat -gcnew 新生代内存统计

NGCMN：新生代最小容量

NGCMX：新生代最大容量

NGC：当前新生代容量

S0CMX：最大幸存1区大小

S0C：当前幸存1区大小

S1CMX：最大幸存2区大小

S1C：当前幸存2区大小

ECMX：最大伊甸园区大小

EC：当前伊甸园区大小

YGC：年轻代垃圾回收次数

FGC：老年代回收次数

4.5 jstat -gcold 统计老年代垃圾回收情况

MC：方法区大小

MU：方法区使用大小

CCSC:压缩类空间大小

CCSU:压缩类空间使用大小

OC：老年代大小

OU：老年代使用大小

YGC：年轻代垃圾回收次数

FGC：老年代垃圾回收次数

FGCT：老年代垃圾回收消耗时间

GCT：垃圾回收消耗总时间

4.6 jstak -gcoldcapacity统计老年代内存

OGCMN：老年代最小容量

OGCMX：老年代最大容量

OGC：当前老年代大小

OC：老年代大小

YGC：年轻代垃圾回收次数

FGC：老年代垃圾回收次数

FGCT：老年代垃圾回收消耗时间

GCT：垃圾回收消耗总时间

4.7 jstak -gcmetacapacity统计元数据空间情况

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：年轻代垃圾回收次数

FGC：老年代垃圾回收次数

FGCT：老年代垃圾回收消耗时间

GCT：垃圾回收消耗总时间

4.8 jstak -gcutil统计元数据空间情况

S0：幸存1区当前使用比例

S1：幸存2区当前使用比例

E：伊甸园区使用比例

O：老年代使用比例

M：元数据区使用比例

CCS：压缩使用比例

YGC：年轻代垃圾回收次数

FGC：老年代垃圾回收次数

FGCT：老年代垃圾回收消耗时间

GCT：垃圾回收消耗总时间

5 JVM运行情况预估

用 jstat gc -pid 命令可以计算出如下一些关键数据，有了这些数据就可以采用之前介绍过的优化思路，先给自己的系统设置一些初始性的

JVM参数，比如堆内存大小，年轻代大小，Eden和Survivor的比例，老年代的大小，大对象的阈值，大龄对象进入老年代的阈值等。

5.1 年轻代对象增长的速率

可以执行命令 jstat -gc pid 1000 10 (每隔1秒执行1次命令，共执行10次)，通过观察EU(eden区的使用)来估算每秒eden大概新增多少对

象，如果系统负载不高，可以把频率1秒换成1分钟，甚至10分钟来观察整体情况。注意，一般系统可能有高峰期和日常期，所以需要在不

同的时间分别估算不同情况下对象增长速率。

5.2 Young GC的触发频率和每次耗时

知道年轻代对象增长速率我们就能推根据eden区的大小推算出Young GC大概多久触发一次，Young GC的平均耗时可以通过 YGCT/YGC

公式算出，根据结果我们大概就能知道系统大概多久会因为Young GC的执行而卡顿多久。

5.3 每次Young GC后有多少对象存活和进入老年代

这个因为之前已经大概知道Young GC的频率，假设是每5分钟一次，那么可以执行命令 jstat -gc pid 300000 10 ，观察每次结果eden，

survivor和老年代使用的变化情况，在每次gc后eden区使用一般会大幅减少，survivor和老年代都有可能增长，这些增长的对象就是每次

Young GC后存活的对象，同时还可以看出每次Young GC后进去老年代大概多少对象，从而可以推算出老年代对象增长速率。

5.4 Full GC的触发频率和每次耗时

知道了老年代对象的增长速率就可以推算出Full GC的触发频率了，Full GC的每次耗时可以用公式 FGCT/FGC 计算得出。

5.5 优化思路总结

优化思路其实简单来说就是尽量让每次Young GC后的存活对象小于Survivor区域的50%，都留存在年轻代里。尽量别让对象进入老年

代。尽量减少Full GC的频率，避免频繁Full GC对JVM性能的影响。

6 Arthas 阿里巴巴JAVA诊断工具

Arthas 是 Alibaba 在 2018 年 9 月开源的 Java 诊断工具。支持 JDK6+，采用命令行交互模式，可以方便的定位和诊断

线上程序运行问题。Arthas 官方文档十分详细，详见：arthas

6.1 Arthas使用场景

得益于 Arthas 强大且丰富的功能，让 Arthas 能做的事情超乎想象。下面仅仅列举几项常见的使用情况，更多的使用场

景可以在熟悉了 Arthas 之后自行探索。

1. 是否有一个全局视角来查看系统的运行状况？

2. 为什么 CPU 又升高了，到底是哪里占用了 CPU ？

3. 运行的多线程有死锁吗？有阻塞吗？

4. 程序运行耗时很长，是哪里耗时比较长呢？如何监测呢？

5. 这个类从哪个 jar 包加载的？为什么会报各种类相关的 Exception？

6. 我改的代码为什么没有执行到？难道是我没 commit？分支搞错了？

7. 遇到问题无法在线上 debug，难道只能通过加日志再重新发布吗？

8. 有什么办法可以监控到 JVM 的实时运行状态？

6.2 Arthas使用

1 # github下载arthas

2 wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas‐boot.jar

3 # 或者 Gitee 下载

4 wget arthas‐boot.jar

用java -jar运行即可，可以识别机器上所有Java进程(我们这里之前已经运行了一个Arthas测试程序，代码见下方)

import java.util.HashSet;

public class Arthas {

    private static HashSet hashSet = new HashSet();

         public static void main(String[] args) {
         // 模拟 CPU 过高
         cpuHigh();
         // 模拟线程死锁
         deadThread();
         // 不断的向 hashSet 集合增加数据
         addHashSetThread();
         }

         /**
          * 不断的向 hashSet 集合添加数据
          */
         public static void addHashSetThread() {
         // 初始化常量
         new Thread(() ‐> {
                 int count = 0;
         while (true) {
             try {
                 hashSet.add("count" + count);
                 Thread.sleep(1000);
                 count++;
                 } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();32 }
             }
         }).start();
         }

         public static void cpuHigh() {
         new Thread(() ‐> {
                 while (true) {

             }
         }).start();
         }

    /**
     * 死锁
     */
    private static void deadThread() {
         /** 创建资源 */
         Object resourceA = new Object();
         Object resourceB = new Object();
         // 创建线程
         Thread threadA = new Thread(() ‐> {
                 synchronized (resourceA) {
             System.out.println(Thread.currentThread() + " get ResourceA");
             try {
                 Thread.sleep(1000);
                 } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
                 }
             System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resourceB");
             synchronized (resourceB) {
                 System.out.println(Thread.currentThread() + " get resourceB");
                 }
             }
         });

         Thread threadB = new Thread(() ‐> {
                 synchronized (resourceB) {
             System.out.println(Thread.currentThread() + " get ResourceB");
             try {
                 Thread.sleep(1000);
                 } catch (InterruptedException e) {
                 e.printStackTrace();
                 }
             System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resourceA");
             synchronized (resourceA) {
                 System.out.println(Thread.currentThread() + " get resourceA");
                 }
             }
         });
        threadA.start();
         threadB.start();
      }
 }

6.2.1 选择进程序号1，进入进程信息操作

6.2.2 输入dashboard可以查看整个进程的运行情况，线程、内存、GC、运行环境信息

6.2.3 输入thread可以查看线程详细情况

6.2.4 输入 thread加上线程ID 可以查看线程堆栈

6.2.5 输入 thread -b 可以查看线程死锁

6.2.6 输入 jad加类的全名可以反编译，这样可以方便我们查看线上代码是否是正确的

6.2.7 版本使用 ognl 命令可以查看线上系统变量的值，甚至可以修改变量的值

更多命令使用可以用help命令查看，或查看文档：https://alibaba.github.io/arthas/commands.html#arthas

7 GC日志详解

对于java应用我们可以通过一些配置把程序运行过程中的gc日志全部打印出来，然后分析gc日志得到关键性指标，分析GC原因，调优JVM参数。

打印GC日志方法，在JVM参数里增加参数，%t 代表时间

1 ‐Xloggc:./gc‐%t.log ‐XX:+PrintGCDetails ‐XX:+PrintGCDateStamps ‐XX:+PrintGCTimeStamps ‐XX:+PrintGCCause

2 ‐XX:+UseGCLogFileRotation ‐XX:NumberOfGCLogFiles=10 ‐XX:GCLogFileSize=100M

Tomcat则直接加在JAVA_OPTS变量里。

7.1如何分析GC日志

运行程序加上对应gc日志

1 java ‐jar ‐Xloggc:./gc‐%t.log ‐XX:+PrintGCDetails ‐XX:+PrintGCDateStamps ‐XX:+PrintGCTimeStamps ‐XX:+PrintGCCause2 ‐XX:+UseGCLogFileRotation ‐XX:NumberOfGCLogFiles=10 ‐XX:GCLogFileSize=100M microservice‐eureka‐server.jar

下图中是我截取的JVM刚启动的一部分GC日志

我们可以看到图中第一行红框，是项目的配置参数。这里不仅配置了打印GC日志，还有相关的VM内存参数。

第二行红框中的是在这个GC时间点发生GC之后相关GC情况。

1、对于2.909：这是从jvm启动开始计算到这次GC经过的时间，前面还有具体的发生时间日期。

2、Full GC(Metadata GC Threshold)指这是一次full gc，括号里是gc的原因， PSYoungGen是年轻代的GC，

ParOldGen是老年代的GC，Metaspace是元空间的GC

3、 6160K->0K(141824K)，这三个数字分别对应GC之前占用年轻代的大小，GC之后年轻代占用，以及整个年轻代的大

小。

4、112K->6056K(95744K)，这三个数字分别对应GC之前占用老年代的大小，GC之后老年代占用，以及整个老年代的

大小。

5、6272K->6056K(237568K)，这三个数字分别对应GC之前占用堆内存的大小，GC之后堆内存占用，以及整个堆内存

的大小。

6、20516K->20516K(1069056K)，这三个数字分别对应GC之前占用元空间内存的大小，GC之后元空间内存占用，以

及整个元空间内存的大小。

7、0.0209707是该时间点GC总耗费时间。

从日志可以发现几次fullgc都是由于元空间不够导致的，所以我们可以将元空间调大点

1 java ‐jar ‐Xloggc:./gc‐adjust‐%t.log ‐XX:MetaspaceSize=256M ‐XX:MaxMetaspaceSize=256M ‐XX:+PrintGCDetails ‐XX:+Print

GCDateStamps

2 ‐XX:+PrintGCTimeStamps ‐XX:+PrintGCCause ‐XX:+UseGCLogFileRotation ‐XX:NumberOfGCLogFiles=10 ‐XX:GCLogFileSize=100M

3 microservice‐eureka‐server.jar

调整完我们再看下gc日志发现已经没有因为元空间不够导致的fullgc了

对于CMS和G1收集器的日志会有一点不一样，也可以试着打印下对应的gc日志分析下，可以发现gc日志里面的gc步骤跟我们之前讲过的步骤是类似的

import java.util.ArrayList;

public class HeapTest {

    byte[] a = new byte[1024 * 100]; //100KB

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ArrayList<HeapTest> heapTests = new ArrayList<>();
        while (true) {
            heapTests.add(new HeapTest());
            Thread.sleep(10);
        }
    }
}

CMS收集器

1 ‐Xloggc:d:/gc‐cms‐%t.log ‐Xms50M ‐Xmx50M ‐XX:MetaspaceSize=256M ‐XX:MaxMetaspaceSize=256M ‐XX:+PrintGCDetails ‐XX:+PrintGCDateStamps

2 ‐XX:+PrintGCTimeStamps ‐XX:+PrintGCCause ‐XX:+UseGCLogFileRotation ‐XX:NumberOfGCLogFiles=10 ‐XX:GCLogFileSize=100M

3 ‐XX:+UseParNewGC ‐XX:+UseConcMarkSweepGC

G1收集器

1 ‐Xloggc:d:/gc‐g1‐%t.log ‐Xms50M ‐Xmx50M ‐XX:MetaspaceSize=256M ‐XX:MaxMetaspaceSize=256M ‐XX:+PrintGCDetails ‐XX:+PrintGCDateStamps

2 ‐XX:+PrintGCTimeStamps ‐XX:+PrintGCCause ‐XX:+UseGCLogFileRotation ‐XX:NumberOfGCLogFiles=10 ‐XX:GCLogFileSize=100M

‐XX:+UseG1GC

上面的这些参数，能够帮我们查看分析GC的垃圾收集情况。但是如果GC日志很多很多，成千上万行。就算你一目十行，看完了，脑子也是一片空白。所以我们可以借助一些功能来帮助我们分析，这里推荐一个gceasy(https://gceasy.io))，可上传gc文件，然后他会利用可视化的界面来展现GC情况。具体下图所示