JVM虚拟机性能监控工具

2024-06-02 21:41
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命令行工具

jps

虚拟机进程状况查询工具

jps(JVM Process Status Tool)，可以列出正在运行的虚拟机进程，并显示虚拟机执行主类名称或者jar文件名，还有这些进程的本地虚拟机唯一ID(LVMID，Local Virtual Machine Identifier)。

# Windows找出正在运行的java程序
tasklist /fi "imagename eq java.exe"

# linux系统找出正在运行的java程序
ps -ef | grep java

# hostid为远程主机的标识符,需要远程主机在RMI中注册过
jps [options] [hostid]

options	作用
-q	仅显示进程id，不显示类名、jar名称等信息
-l	显示主类的全限定名称，或者启动的jar文件名称
-m	显示传递给main方法的参数
-v	显示虚拟机进程启动的JVM参数

jstat

虚拟机统计信息监控工具

jstat(JVM Statistics Monitoring Tool)用户监控虚拟机各项运行状态的工具，如类加载、内存、垃圾收集、即使编译器等运行时数据。

# 本地虚拟机的vmid和lvmid是一致的
# 远程虚拟机的vmid格式[protocol:][//]vmid[@hostname[:port]/servername]
# interval count 表示间隔多长时间输出,总共输出多少次,不传默认只输出一次
jstat <option> <vmid> [interval[s|ms] [count] ]

 jstat -gc <pid>
 S0C    S1C    S0U    S1U      EC       EU        OC         OU       MC     MU    CCSC   CCSU   YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   
26176.0 26176.0  0.0   2160.1 209792.0 165183.1  262144.0   69936.9   131072.0 123923.2 16384.0 15168.7    451    4.319  198    52.246   56.565

jstat -gccause <pid>
  S0     S1     E      O      M     CCS    YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT    LGCC                 GCC                 
  0.00   0.00   9.23  26.73  94.55  92.59    453    4.328   289   76.291   80.619 CMS Final Remark     No GC

列名	含义
S0C	Survivor0区域的容量
S1C	Survivor1区域的容量
S0U	Survivor0区域的使用量
S1U	Survivor1区域的使用量
EC	Eden区域的容量
EU	Eden区域的使用量
OC	老年代的容量
OU	老年代的使用量
MC	表示Metaspace(元空间)区域的容量
MU	表示Metaspace(元空间)区域的使用量
CCSC	压缩类空间的容量
CCSU	压缩类空间的使用量
YGC	年轻代垃圾回收次数
YGCT	年轻代垃圾回收的总时间(秒)
FGC	老年代垃圾回收次数
FGCT	老年代垃圾回收的总时间(秒)
GCT	表示垃圾回收的总时间(秒)

option	作用
-class	监控类加载、卸载数量、总空间及类加载所耗费的时间
-gc	监控Java堆状况，Eden、2个Survivor、老年代等使用情况，垃圾收集时间
-gccapacity	和gc相差不大，主要关注Java堆中各个区域使用到的最大最小空间
-gcutil	和gc相差不大，关注各个空间的使用占比
-gccause	与gcutil功能一样，会额外输出导致上一次GC产生的原因
-gcnew	监控新生代垃圾收集情况
-gcnewcapacity	与gcnew相差不大，主要关注使用到的最大和最小空间
-gcold	监控老年代垃圾收集情况
-gcoldcapacity
-gcpermcapacity	JDK8移除
-compiler	输出即时编译器编译过的方法耗时等信息
-printcpmpilation	输出已经被即时编译器编译的方法

jinfo

配置信息工具

jinfo(Configuration Info for Java)的作用是实时查看和调整虚拟机各项参数。

# pid-进程id
jinfo <option> pid

# -flag MetaspaceSize=256m -flag MaxMetaspaceSize=512m
jinfo -flag +UseStringDeduplication  <pid>

可以通过jinfo -flag获取可选参数

option	作用
-flag JVM参数名称name	虚拟机启动对应JVM参数的配置
-flag [+\|-] JVM参数名称name	去激活或关闭某个JVM参数开关
-flag name=value	设置对应JVM参数的值
-flags	打印对应JVM虚拟机进程的启动信息
-sysprops	打印Java经常System.getProperties()的内容信息
空	打印-flags 和-sysprops对应的信息

jmap

内存镜像工具

jmap(Memory Map for Java)名用于生成堆转存快照(heapdump或dump文件)。

通过JVM参数-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError，在Java程序出现内存溢出错误之后自动生成demp文件。

通过JVM参数-XX+HeapDumpOnCtrlBreak参数可以使用ctrl+break让虚拟机生成dump文件，或者在Linux系统使用kill -3命令。

# 虚拟机进程id,一般情况下同进程id
jmap <option> vmid

jmap -dump:[live,]format=b,file=<filename>.hprof vmid
jmap -dump:[live,]format=b,file=<filename>.bin vmid

option	作用
-dump	live只dump出存活的对象,format=b表示文件内容为二进制文件，file表示转存的文件名
-finalizerinfo	finalize队列中等待执行的对象。对象要实现finalize方法才会进入
-heap	显示堆详细信息，哪种回收器、参数配置合集容量
-histo	显示堆中对象统计信息、包括类、实例数量、合计容量
-permstat	以ClassLoader为统计口径显示永久代内存容量(1.8弃用)
-clstats	打印类加载统计的信息
-F	-dump选项没有作用时，前置生成dump文件
空

jhat

堆转存快照分析攻击

jhat(JVM Heap Analysis Tool)来分析jmap生成的dump文件。jhat内置了一个http/web服务器，生成堆转存快照文件之后，可以在浏览器查看。这个直接看，是真的看不懂。

jhat dump文件

jstack

Java堆栈跟踪工具

jstack(Stack Trace for Java)用于生成当前时刻的线程快照(threaddump或javacore文件)。

线程快照就是当前虚拟机内每一条线程正在执行的方法堆栈的集合，生成线程快照的作用通常是定位线程出现长时间停顿的原因，如线程死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间挂起等。

Thread.getAllStackTraces()可以获取虚拟机所有线程的StackTraceElement对象。

jstack <option> vmid

option	作用
-F	当正常输出不被响应，强制输出线程堆栈信息
-l	出堆栈外，显示关于锁的附加信息
-m	调用到本地方法，可以显示C/C++的堆栈

Service Thread是线程的名称

#19是线程的id

daemon表示是守护线程(在main介绍自动退出)

prio=9表示线程的优先级

os_prio表示操作系统级别线程的优先级

tid=0x00000000140b8800表示线程的本地id

nid=0xa2c表示操作系统层面线程的本地id

runnable表示线程处于可运行状态

0x0000000000000000是线程堆栈的起始地址

java.lang.Thread.State: RUNNABLE表示线程的状态，RUNNABLE表示当前线程正在运行或者可运行

Locked ownable synchronizers表示线程有用的同步锁的信息，-None表示未拥有任何锁。

可视化工具

JHSDB

在JDK9版本才开始支持。

JHSDB(Java HotSpot Debugger)是Java HotSpot虚拟机的调试工具，运行开发人员在运行时检查和调试Java程序。

jhsdb hsdb --pid <vmid>

Heap Parameters

Tool => Heap Parameters，可以看到下面Gen 0Enen区内存已经使用满了。S0、S1、老年代都没有被使用。

scanoops start end [type]
scanoops 0x0000020c2ec00000 0x0000020c2ef50000 Object #使用这个提示找不到这个类型 no usch type
scanoops 0x0000020c2ec00000 0x0000020c2ef50000 java.lang.Object

Inspector

可以使用Tool => Inspector工具查看对象的类名、继承关系、实现接口关系、方法、字段、运行时常量池的指针

revptrs

revptrs查找对象的指针引用。

revptrs 对象地址 # 下面结果输出哪个类型的对象引用了它
revptrs 0x0000020c2eea92f8 # Object staticObject
revptrs 0x0000020c2eea9308 # JHSDBTest jhsdbTest
revptrs 0x0000020c2eea9320 # Object instanceObject
revptrs 0x0000020c2eea9330 # Object obj

可以先猜测一下92f8这个Object对象应该是一个静态遍历，因为这个和Class相关，可以取0x0000020c2eea8db0使用Inspector工具检查，发现其中真的是有一个staticObject对象地址也是对上的。这也验证了Java将静态属性存储在Class对象中，存储在Java堆(这里Eden)中。

0x0000020c2eea9320看结果和0x0000020c2eea9308，这个对象应该是JHSDBTest的实例属性。Inspector下图结果可验证。

看到main方法里面对象没有任何执行，猜测0x0000020c2eea9330这对象应该是在方法里面那个Object对象。

可以有一个小的总结，在方法里面的局部变量，他是没有一个具体的指向的，意味着方法结束这个对象就找不到了，可能就会被垃圾收集器收集。

资料说：revptrs不支持查找栈上面的指针引用。

Stack Memory

Java Threads窗口可以查看线程的栈内存使用情况。怎么看这个图？

Stack Memory图怎么看？

JConsole

工具使用官网文档：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/management/jconsole.html

JConsole(Java Monitoring and Management Console)是一款基于JMX(Java Management Extensions)规范的可视化监视、管理工具。

Java Management Extensions(JMX)是一种用于管理和监视Java应用程序的框架。它允许开发人员在应用程序中集成管理功能，以便远程或本地监控和管理Java应用程序的运行时行为。JMX提供了一组标准接口和工具，使得可以在运行时动态地管理Java应用程序的各个方面，包括性能监控、配置管理、事件通知等。

使用JMX，开发人员可以将MBeans(Managed Beans)嵌入到他们的应用程序中，这些MBeans代表了应用程序的不同组件或模块。这些MBeans可以通过JMX代理进行注册，然后可以通过JMX管理器远程或本地访问这些MBeans，以获取有关应用程序状态、性能和配置的信息，并且可以执行一些管理操作。

使用jconsole连接远程服务器上的Java程序，在启动时，需要加上其它特别的参数。

# 远程启动需要的参数
-Dcom.sun.management.jmxremote \
-Dcom.sun.management.jmxremote.port=12345 \  # 替换为您选择的端口号
-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false \
-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false \