1.JVM常用命令行参数jps和jinfo实操

• 准备测试代码

/**
 * @author lixiang
 * @date 2023/5/4 20:53
 */
public class JVMTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread.sleep(1000000);
    }
}

（1）命令jps：全称 java process Status Tool, Java版的ps命令，查看java进程及其相关的信息的pid则可以用这个命令，和linux的ps类似

• 格式： jps [options] [hostid]

  • 参数解释

    • -l：显示进程id，显示主类全名或这jar路径
    • -q : 显示进程id
    • -m : 显示进程id, 显示JVM启动时传递给main()的参数
    • -v : 显示进程id,显示JVM启动时显示指定的JVM参数
    • hostid : 主机或其他服务器ip

  • 常用案例

    • jps -l 输出jar包路径，类的全名

    

    • jps -v 输出JVM参数

    

（2）命令jinfo：全称 Configuration Info for Java ，可以用来查看jvm参数和动态修改部分jvm参数的命令

• 启动java程序，不会指定所有的Java虚拟机参数，如果开发人员想知道某一个具体的Java虚拟机参数的默认值则可以使用

• 还可以在运行时修改部分参数，且立即生效，但注意并非所有参数都支持动态修改，被标记 manageable的才可以动态修改

• 格式 jinfo [options] <pid>

  • 参数解释

    • no options ：输出所有的系统属性和参数
    • -flag <具体参数> pid： 查看具体参数的值
    • -flag [+|-] ： 打开或关闭参数
    • -flag = 设置参数值
    • -flags 打印所有参数
    • -sysprops 打印系统配置

  • 常用案例

    • jinfo -flags pid 查看曾经赋过值的参数值

    

    • jinfo -flag <具体参数> pid 查看具体参数的值

    

    • jinfo 动态进行参数修改

    • 查看哪些可以动态修改参数 java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep manageable

    

    • 修改方式

      • 布尔类型: jinfo -flag ±参数 pid

      • 非布尔类型: jinfo -flag 参数名=参数值 pid

      • jinfo -flag +HeapDumpAfterFullGC 11190

    

2.JVM高频命令行参数jstat案例实操

（1）命令jstat：Java Virtual Machine statistics monitoring tool, 对Java应用程序的资源进行实时监控，包括堆和垃圾回收状况的监控

• 格式 jstat [-option] [vmid] [间隔时间/毫秒] [查询次数]

  • 参数选项

    • vmid：Virtual Machine ID（ 进程的 pid）
    • interval：执行每次的间隔时间，单位为毫秒
    • count：用于指定输出多少次记录，缺省则会一直打印

  • option说明

    • -class 查看类加载情况的统计
    • -compiler 查看HotSpot中即时编译器编译情况的统计
    • -gc 查看JVM中堆的垃圾收集情况的统计
    • -gccapacity 查看新生代、老生代及持久代的存储容量情况
    • -gcmetacapacity 显示metaspace的大小
    • -gcnew 查看新生代垃圾收集的情况
    • -gcnewcapacity 用于查看新生代存储容量的情况
    • -gcold 查看老生代及持久代垃圾收集的情况
    • -gcoldcapacity 用于查看老生代的容量
    • -gcutil 显示垃圾收集信息
    • -gccause 显示垃圾回收的相关信息（通-gcutil）,同时显示最后一次仅当前正在发生的垃圾收集的原因
    • -printcompilation 输出JIT编译的方法信息

  • 常用命令

    • jstat -class pid 查看类加载情况的统计
      • Loaded:加载类的数量
      • Bytes：加载类的size，单位为Byte
      • Unloaded：卸载类的数目
      • Bytes：卸载类的size，单位为Byte
      • Time：加载与卸载类花费的时间

    

    • jstat -gc pid 查看JVM中堆的垃圾收集情况的统计，输出实际的值
      • S0C：年轻代中第一个survivor（幸存区）的容量 （字节）
      • S1C：年轻代中第二个survivor（幸存区）的容量 (字节)
      • S0U：年轻代中第一个survivor（幸存区）目前已使用空间 (字节)
      • S1U：年轻代中第二个survivor（幸存区）目前已使用空间 (字节)
      • EC：年轻代中Eden（伊甸园）的容量 (字节)
      • EU：年轻代中Eden（伊甸园）目前已使用空间 (字节)
      • OC：Old代的容量 (字节)
      • OU：Old代目前已使用空间 (字节)
      • MC：metaspace(元空间)的容量 (字节)
      • MU：metaspace(元空间)目前已使用空间 (字节)
      • CCSC：当前压缩类空间的容量 (字节)
      • CCSU：当前压缩类空间目前已使用空间 (字节)
      • YGC：从应用程序启动到采样时年轻代中gc次数
      • YGCT：从应用程序启动到采样时年轻代中gc所用时间(s)
      • FGC：从应用程序启动到采样时Full GC 的次数
      • FGCT：从应用程序启动到采样时Full GC 所用时间(s)
      • GCT：从应用程序启动到采样时垃圾回收消耗总时(s)

    

    • jstat -gcutil pid 时间间隔 打印次数 显示垃圾收集信息，和-gc类似，不过是百分比展示， 每隔2000毫秒打印一次，打印3次

      • S0 年轻代中第一个survivor（幸存区）已使用的占当前容量百分比

      • S1 年轻代中第二个survivor（幸存区）已使用的占当前容量百分比

      • E 年轻代中Eden（伊甸园）已使用的占当前容量百分比

      • O 老年代已使用的占当前容量百分比

      • M 元数据区已使用的占当前容量百分比

      • CCS 压缩使用百分比

      • YGC 年轻代垃圾回收次数

      • YGCT 年轻代垃圾回收消耗时间

      • FGC Full GC垃圾回收次数

      • FGCT Full GC垃圾回收消耗时间

      • CGC: 并发GC次数

      • CGCT: 并发GC总耗时

      • GCT 垃圾回收消耗总时间

    

    • jstat -gccause pid 显示垃圾回收的相关信息，最后一次或当前正在发生的垃圾回收的诱因

    

    • LGCC：最后一次GC原因，常见是 Allocation Failure 申请内存失败
    • GCC：当前GC原因（No GC 为当前没有执行GC）

3.JVM命令jstack讲解及案例分析

（1）命令 jstack：Java堆栈跟踪工具, 可以打印出Java应用程序中所有线程的堆栈信息，包括线程状态、调用栈信息、锁信息等

• 用于诊断线程死锁、死循环、内存泄漏等问题

• 格式 jstack [ options ] pid

  • option 参数说明

    • -l 打印关于锁的附加信息，如持有锁的线程、等待锁的线程等

  • 常用案例

    • jstack -l pid 查看线程堆栈信息
    • 开头是线程名称，即main 线程，后面的为线程信息，线程状态如下
      • NEW
      • RUNNABLE
      • BLOCKED#进入synchronized之前
      • WAITING#已经进入synchronized，调用了wait()
      • TIMED_WAITING#已经进去synchronized，调用了sleep()
      • TERMINATED#线程结束
    • #1 表示当前线程ID，从 main线程开始，JVM 根据线程创建的顺序为线程编号
    • prio 是priority优先级的缩写，代表当前线程的优先级，范围为[1-10]默认为 5，数值越低越优先获取到计算资源
    • cpu=60.91ms 表示进程在CPU上的运行时间为60.91毫秒
      • 指的是进程实际占用CPU的时间，
    • elapsed=13.05s 表示进程已经运行13.05秒
      • 进程从开始运行到当前时刻所经过的时间，包括进程等待时间和实际运行时间
    • os_prio为线程对应系统的优先级
    • tid 表示Java内的线程ID,同样在Thread类中（可以不管）
    • nid
      • 本地线程编号NativeID的缩写, 表示操作系统级别的线程ID，
      • 对应JVM 虚拟机中线程映射在操作系统中的线程编号，是十六进制

    

（2）案例分析

• 生产环境JVM中，会出现由于代码问题导致CPU占用过高，需要诊断出来具体是哪个java代码导致
• 分析CPU占用过高的java线程案例
• 测试代码

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class CpuTest {

    private static ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);

    public static void main(String[] args) {

        Task task1 = new Task();
        Task task2 = new Task();
        executorService.execute(task1);
        executorService.execute(task2);
    }

    public static Object lock = new Object();

    static class Task implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            synchronized (lock){
                long sum = 0L;
                while (true){
                    sum += 1;
                }
            }
        }
    }

}

• 运行代码，top命令找出CPU过高的进程。

• 当前这个java进程CPU的使用率已经到达百分之99，确认进程ID
• 将十进制的进程ID转化成十六进制 printf "%x\n" 线程id

• 定位问题线程堆栈信息，一般会生成快照到文本文件里面进行分析 jstack -l [PID] >/tmp/log.txt
• 查看log.txt文件内容，这里存在一个死锁

4.新版JDK11命令jmap案例实操

（1）命令jmap：Memory Map for Java , 用于生成Java堆转储快照（heap dump），分析Java应用程序的内存使用情况

• 包括 堆的使用情况、对象的数量和类型、每个对象的大小、对象的地址、对象的引用关系等

• 格式 jmap [option] pid

• option参数说明

  • -heap： 打印java heap 摘要

  • -histo[:live] ： 打印堆中的java对象统计信息

  • -clstats ： 打印类加载器统计信息

  • -finalizerinfo：打印在f-queue中等待执行finalizer方法的对象

  • -dump： 生成java堆的dump文件， dump-options 参数如下

    • live ： 只转储存活的对象，如果没有指定则转储所有对象
    • format=b： 二进制格式
    • file=[Path] ： 将文件转储到指定文件中

• 常用案例

• jmap -heap 进程id 查看堆信息, 这个命令会让JVM 是暂停服务的，所以对线上的运行会产生影响，不推荐该方式

  • JDK9 及以上版本使用jmap -heap pid命令查看当前heap使用情况时，发现报错，提示需要使用jhsdb jmap来替代，我本地是JDK11

• jhsdb jmap --pid 进程id --heap

[mac@localhost lixiang ~]# jhsdb jmap --pid 3110235  --heap
Attaching to process ID 3110235, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 11.0.8+10-LTS

using thread-local object allocation.
Garbage-First (G1) GC with 4 thread(s)

Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio         = 40 #最小堆空闲比例。
   MaxHeapFreeRatio         = 70 #最大堆空闲比例。
   MaxHeapSize              = 1979711488 (1888.0MB) #最大堆大小。
   NewSize                  = 1363144 (1.2999954223632812MB) #新生代大小。
   MaxNewSize               = 1186988032 (1132.0MB) #最大新生代大小。
   OldSize                  = 5452592 (5.1999969482421875MB) #老年代大小。
   NewRatio                 = 2 #新生代和老年代的比例。
   SurvivorRatio            = 8 #新生代中eden区和survivor区的比例。
   MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB) #元空间大小。
   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB) #压缩类空间大小。
   MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB  #最大元空间大小。
   G1HeapRegionSize         = 1048576 (1.0MB) //G1垃圾收集器每个Region大小

Heap Usage:
G1 Heap:
   regions  = 1888  #堆中区域数量
   capacity = 1979711488 (1888.0MB) #堆的总容量
   used     = 12332544 (11.76123046875MB)  #堆已使用的容量
   free     = 1967378944 (1876.23876953125MB) #堆未使用的容量
   0.6229465290651484% used #堆的使用率。
G1 Young Generation:  #G1垃圾收集器中的年轻代。

Eden Space: #年轻代中的Eden区域。
   regions  = 8
   capacity = 75497472 (72.0MB)
   used     = 8388608 (8.0MB)
   free     = 67108864 (64.0MB)
   11.11111111111111% used
Survivor Space: #年轻代中的survivor区域
   regions  = 2
   capacity = 2097152 (2.0MB)
   used     = 2097152 (2.0MB)
   free     = 0 (0.0MB)
   100.0% used
G1 Old Generation: #G1垃圾收集器中的老年代。
   regions  = 2
   capacity = 46137344 (44.0MB)
   used     = 1846784 (1.76123046875MB)
   free     = 44290560 (42.23876953125MB)
   4.002796519886363% used #老年代的使用率。

5.JVM可视化分析JConsole案例实操

• Java Monitoring and Management Console，虚拟机自带的一种监控和管理工具
• 可以通过图形化界面展示Java应用程序的运行状态和性能指标，包括内存使用情况、线程状态、类加载情况、GC情况等
• JConsole的主要用途包括：
  • 监控Java应用程序的运行状态
    • 实时展示Java应用程序的运行状态和性能指标，包括CPU使用率、内存使用情况、线程状态、类加载情况、GC情况
  • 诊断Java应用程序的问题
    • 提供详细的诊断信息，帮助开发人员分析和解决Java应用程序的问题，如内存泄漏、死锁等。
  • 监控远程Java应用程序
    • 可以通过JMX（Java Management Extensions）协议监控远程Java应用程序，远程管理和监控Java应用程序。
  • 执行JMX操作
    • JConsole可以执行JMX操作，如调用Java应用程序中的方法、修改Java应用程序的配置等。
• 使用方式 命令行输入 jconsole 启动即可，选择自己的类进程