jvm调优工具详解

news2024/11/25 5:21:09

一、调优工具

先通过jps命令显示Java应用程序的进程id

1、jmap

查看堆实例个数及占用内存大小，把这些信息生成到当前目录下的log.txt文件

jmap -histo 21932 > ./log.txt    #查看历史生成的实例
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

  • 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[][]

 查看堆内存各分带使用情况

jmap -heap 21932

在当前目录下生成堆内存dump文件

jmap -dump:format=b,file=eureka.hprof 21932

也可以设置内存溢出时自动导出dump文件(内存很大的时候，可能会导不出来-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
-XX:HeapDumpPath=./   （路径）)

示例代码，堆空间设置小一点，触发OOM

public class OOMTest {

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

    // JVM设置
    // -Xms5M -Xmx5M -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());
        }
    }
}

生成的dump文件可以通过jvisualvm工具导入查看，在命令行输入jvisualvm，具体操作如下

选择文件打开

 看到实例使用情况

2、jstack

jstack加进程id查找死锁

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("lock1 object is locked");
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (lock2) {
                    System.out.println("try acquire lock2");
                }
            }
        }).start();

        new Thread(() -> {
            synchronized (lock2) {
                try {
                    System.out.println("lock2 object is locked");
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (lock1) {
                    System.out.println("try acquire lock1");
                }
            }
        }).start();

        System.out.println("main thread end");
    }
}

"Thread-1" 线程名

prio 优先级=5

tid=0x000000002076a000 线程id

nid=0x38b8 线程对应的本地线程标识nid

java.lang.Thread.State: BLOCKED 线程为阻塞状态

jvisualvm也可以检测死锁

jstack找出占用cpu最高的线程

public class Test {

    public void acquire() {
    }

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

在Linux环境运行Test.class文件，假如文件目录是/usr/workspace/com/gaorufeng/jvm/Test.class，要在/usr/workspace目录运行命令java com.gaorufeng.jvm.Test，然后Linux命令行输入top查看到cpu占用最高的进程号

找到java相关占用cpu较高的PID，运行top -p <PID>，找到之后按H，获取每个线程的内存情况

 找到内存和cpu占用最高的线程tid，比如4551

转为十六进制得到 0x11c7，此为线程id的十六进制表示（十六进制要小写形式输入）

执行 jstack 4550|grep -A 10 11c7，得到线程堆栈信息中 11c7 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

查看对应的堆栈信息找出可能存在问题的代码

3、jinfo

查看正在运行的Java应用程序的扩展参数

查看jvm参数

jinfo -flags 进程id

查看java系统参数

jinfo -sysprops 进程id

4、jstat

垃圾回收统计

jstat -gc <进程id> <多少毫秒运行一次> <运行多少次>
jstat -gc 4550

  • 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、

堆内存统计

jstat -gccapacity 4550

  • 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

 新生代垃圾回收统计

jstat -gcnew 4550

  • 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

新生代内存统计

jstat -gcnewcapacity 4550

 

  • 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

老年代垃圾回收统计

jstat -gcold 4550

  • 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

老年代内存统计

jstat -gcoldcapacity 4550

  • 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

元数据空间统计

jstat -gcmetacapacity 4550

  • 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
jstat -gcutil 4550
  • 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、jvisualvm

远程连接jvisualvm

  • 启动普通的jar程序JMX端口配置：
java -Dcom.sun.management.jmxremote.port=8888 -Djava.rmi.server.hostname=192.168.65.60 -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -jar xxx.jar

-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
JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Dcom.sun.management.jmxremote.port=8888 -Djava.rmi.server.hostname=192.168.50.60 -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false"

二、调优思路

1、调优指标

  • 年轻代对象增长的速率

通过执行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。

  • Young GC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

  • 每次Young GC后有多少对象存活进入老年代

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。

  • Full GC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。

2、调优思路（主要调优full gc）

如果full gc比较频繁的情况下，使用jstat -gc pid命令和设置的内存参数计算出eden区的多长时间被占满，可以推算多久一次minor gc，占满最后一秒存活的对象是否占survivor区的50%，考虑minor gc后老年代是否够放，如果不够那就扩大老年代，如果够了那就再回到是不是有大量对象往老年代里面放

元空间不够触发full gc，一般启动时会扩容，这个一般不会影响太大

一般大对象和长期存活的对象都不会对full gc有太大影响

对象动态年龄判断机制有可能，每隔一段进来的对象经过minor gc发现survivor区放不下触发full gc

老年代空间担保机制一般都发生在老年代比较小的情况下触发full gc

如果还有full gc发生，通过jmap命令找到对象个数比较多的

如果不确定创建大量对象是在哪里就可以通过jstack命令找到，创建大量对象肯定cpu占用比较高

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