JDK工具

命令行工具
- jps
  - 格式
  - 实例
- jstat
  - 格式
  - 实例
- jinfo
  - 格式
  - 实例
- jmap
  - 格式
  - 实例
- jhat
- jstack
- HSDIS
可视化工具
- JConsole
- VisualVM

命令行工具

给一个系统定位问题的时候，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：

运行日志
异常堆栈
GC日志
线程快照文件( threaddump ) 文件
堆转储快照 ( heapdump/hprof ) 文件

Table 1: SUN JDK监控和故障处理工具
名称	主要作用
jps	jvm process status tool,显示指定系统内所有的hotspot虚拟机进程
jstat	jvm statistics monitoring tool,用于收集hotspot虚拟机各方面的运行数据
jinfo	configuration info for java，显示虚拟机配置信息
jmap	memory map for java,生成虚拟机的内存转储快照（heapdump文件）
jhat	jvm heap dump browser，用于分析heapmap文件，它会建立一个http/html服务器让用户可以在浏览器上查看分析结果
jstack	stack trace for java ,显示虚拟机的线程快照

jps

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以及这些进程的本地虚拟机唯一ID 。是使用频率最高的JDK命令行工具，因为其他的JDK工具大多需要输入它查询到的LVMID来确定要监控的是哪一个虚拟机进程。对于本地虚拟机进程来说，LVMID与操作系统的进程ID是一致的，使用任务管理器也能查询到虚拟机进程的LVMID，但是如果启动了多个虚拟机进程，无法根据进程名称定位时，就只能依赖jps命令来显示主类的功能才能区分了

格式

jps [options] [hostid]

Table 2: jps常用options
属性	作用
-p	只输出LVMID，省略主类的名称
-m	输出虚拟机进程启动时传递给主类main（）函数的参数
-l	输出主类的全名，如果进程执行的是jar包，输出jar路径
-v	输出虚拟机进程启动时jvm参数

实例

下面是在linux上执行 jps -l 的例子，可以看到tomcat服务器的信息：

[root@AY131228205040795d8cZ bin]# jps -l  
7862 org.apache.catalina.startup.Bootstrap  
1356 sun.tools.jps.Jps

jstat

jstat( JVM Statistics Monitoring Tool ) 是用于 监视虚拟机各种运行状态信息 的命令行工具，它可以显示本地或者远程虚拟机进程中的类装载、内存、垃圾收集、JIT编译等运行数据，在没有GUI图形界面，只提供了纯文本控制台环境的服务器上，它将是运行期定位虚拟机性能问题的首选工具

格式

jstat [option vmid [interval [s|ms] [count]] ]

VMID和LVMID：
- 如果是本地虚拟机进程：VMID和LVMID是一致的
- 如果是远程虚拟机：那VMID的格式应当是： [protocol:] [//] lvmid[@hostname[:port]/servername]
interval: 查询的间隔，省略为1
count：查询的次数，省略为1

Table 3: jstat常用options
选项	作用
-class	监视装载类、卸载类、总空间以及类装载所耗费的时间
-gc	监视java堆状况，包括eden区、两个survivor区、老年代、永久代等的容量、已用空间、GC时间合计信息
-gccapacity	监视内容与-gc基本相同，但输出主要关注java堆各个区域使用到最大、最小空间
-gcutil	监视内容与-gc基本相同，但输出主要关注已使用控件占总空间的百分比
-gccause	与-gcutil功能一样，但是会额外输出导致上一次gc产生的原因
-gcnew	监视新生代GC情况
-gcnewcapacity	监视内容与-gcnew基本相同，输出主要关注使用到的最大、最小空间
-gcold	监视老年代GC情况
-gcoldcapacity	监视内容与-gcold基本相同，输出主要关注使用到的最大、最小空间
-gcpermcapacity	输出永久代使用到的最大、最小空间
-compiler	输出JIT编译过的方法、耗时等信息
-printcompilation	输出已经被JIT编译过的方法

Table 4: jstat输出
S0	Heap上的 Survivor space 0 区已使用空间的百分比
S1	Heap上的 Survivor space 1 区已使用空间的百分比
E	Heap上的 Eden space 区已使用空间的百分比
O	Heap上的 Old space 区已使用空间的百分比
P	Perm space 区已使用空间的百分比
YGC	从应用程序启动到采样时发生 Young GC 的次数
YGCT	从应用程序启动到采样时 Young GC 所用的时间(单位秒)
FGC	从应用程序启动到采样时发生 Full GC 的次数
FGCT	从应用程序启动到采样时 Full GC 所用的时间(单位秒)
GCT	从应用程序启动到采样时用于垃圾回收的总时间(单位秒)

实例

[root@AY131228205040795d8cZ bin]# jstat -gcutil 7862  
S0     S1     E      O      P     YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT     
5.17   0.00  49.73  99.81  82.29    716    7.960    10    4.083   12.044

jinfo

jinfo（ Configuration Info for Java ）可观察 运行中的java程序的运行环境参数 ，参数：

Java System属性
JVM命令行参数

也可从core文件里面知道崩溃的Java应用程序的配置信息

格式

jinfo [option] pid

实例

[root@AY131228205040795d8cZ bin]# jinfo -flag CMSInitiatingOccupancyFraction 7862  
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=-1

jmap

jmap（ Memory Map for Java ）命令用于 生成堆转储快照 （一般称为 headdump或dump 文件）。还可以 查询finalize执行队列，Java堆和永久代的详细信息，如空间使用率、当前用的是哪种收集器 等

格式

jmap [option] vmid

Table 5: jmap常用options
-dump	生成java堆转储快照。格式为： -dump:[live,]format=b,file=,其中live子参数说明是否只dump出存活的对象
-finalizerinfo	显示在F-Queue中等待Finalizer线程执行finalize方法的对象。只在Linux/Solaris平台下有效
-heap	显示java堆详细信息，如使用哪种收集器、参数配置、分代情况等，在Linux/Solaris平台下有效
-jisto	显示堆中对象统计信息，包含类、实例对象、合集容量
-permstat	以ClassLoader为统计口径显示永久代内存状态。只在Linux/Solaris平台下有效
-F	当虚拟机进程对-dump选项没有相应时。可使用这个选项强制生成dump快照。只在Linux/Solaris平台下有效

实例

#观察到java heap的内存使用情况
[root@localhost bin]# jmap -heap 2083
#观察heap中所有对象的情况，包括对象数量和所占空间大
[root@localhost bin]# jmap -histo 2083 
[root@localhost bin]# jmap -histo:live 2083
#dump出所有对象文件可用于进一步分析
[root@localhost bin]# jmap -dump:format=b,file=heap.bin 2083 
#dump出存活的对象文件可用于进一步分析
[root@localhost bin]# jmap -dump:live,format=b,file=heap.bin 2083

jhat

jhat（ JVM Heap Analysis Tool ）与jmap搭配使用， 分析jmap生成的堆转储快照 。jhat内置了一个微型的HTTP/HTML服务器，生成dump文件的分析结果后，可以在浏览器中查看。不过在实际中不使用jhat来分析dump，主要原因：

一般不在部署应用的服务器上直接分析dump文件，而要复制到其他机器上进行分析，因为是耗时且消耗硬件资源
jhat功能比较简陋，如VisualVM，Eclipse Momery Analyzer、IBM HeapAnalyzer等都更强大

jstack

jstack（ Stack Trace for Java ）命令用于 生成虚拟机当前时刻的线程快照 （一般称为 thread dump ）。线程快照就是当前虚拟机内每一条线程正在执行的的方法堆栈的集合，生成线程快照的主要目的是定位线程出现长时间停顿的原因，如线程间的死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间等待等都是导致线程长时间停顿的原因

格式

jstack [option] vmid

Table 6: jstack常用options
选项	作用
-F	当正常输出的请求不被响应时，强制输出线程堆栈
-l	除堆栈外，显示关于锁的附加信息
-m	如果调用到本地方法的话，可以显示c/c++的堆栈

实例

[root@AY131228205040795d8cZ yuxi]# jstack -l 7862  
2014-06-12 11:04:05  
Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (20.45-b01 mixed mode):  

"Attach Listener" daemon prio=10 tid=0x00007f6a84013800 nid=0xa8f waiting on condition [0x0000000000000000]  
java.lang.Thread.State: RUNNABLE  

Locked ownable synchronizers:  
- None  

"http-bio-8080-exec-345" daemon prio=10 tid=0x00007f6a980ee000 nid=0x5e31 waiting on condition [0x00007f6a715d4000]  
java.lang.Thread.State: WAITING (parking)  
at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)  
- parking to wait for  <0x00000000e22bf280> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject)  
at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:156)  
at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await(AbstractQueuedSynchronizer.java:1987)  
at java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue.take(LinkedBlockingQueue.java:399)  
at org.apache.tomcat.util.threads.TaskQueue.take(TaskQueue.java:104)  
at org.apache.tomcat.util.threads.TaskQueue.take(TaskQueue.java:32)  
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:957)  
at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:917)  
at java.lang.Thread.run(Thread.java:662)  

Locked ownable synchronizers:  
- None

getAllStackTrace

JDK1.5中，java.lang.Thread类新增了一个 getAllStackTrace() 方法用于 获取虚拟机中所有线程的StackTraceElement对象 。使用这个方法可以通过简单的几行代码就完成jstack的大部分功能，在实际项目可以调用这个方法做个管理员页面，可以随时使用浏览器查看线程堆栈，如代码所示：

<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>  
<html>  
  <head>  
    <title>服务器线程信息</title>  
  </head>  
  <body>  
    <pre>  
      <%  
        for(Map.Entry<Thread, StackTraceElement[]> stackTrace : Thread.getAllStackTraces().entrySet()){  
        Thread thread = (Thread)stackTrace.getKey();  
        StackTraceElement[] stack = (StackTraceElement[])stackTrace.getValue();  
        if(thread.equals(Thread.currentThread())){  
        continue;  
        }  
        out.print("\n线程:"+thread.getName()+"\n");  
        for(StackTraceElement element : stack){  
        out.print("\t"+element+"\n");  
        }  
        }  
        %>  
    </pre>  
  </body>  
</html>

HSDIS

HSDIS是一个Sun官方推荐的 HotSpot虚拟机JIT编译代码的反汇编插件 ，它包含在HotSpot虚拟机的源码之中，但没有提供编译后的程序。在Project Kenai的网站也可以下载到单独的源码。它的作用是让HotSpot的 -XX：+PrintAssembly 指令调用它来把动态生成的本地代码还原为汇编代码输出，同时还生成了大量非常有价值的注释，这样就可以通过输出的代码来分析问题。可以根据自己的操作系统和CPU类型从Project Kenai的网站上下载编译好的插件，直接放到JDK_HOME/jre/bin/client和JDK_HOME/jre/bin/server目录中即可

如果使用的是 Debug 或者 FastDebug 版的HotSpot，那可以直接通过 -XX：+PrintAssembly 指令使用插件
如果使用的是 Product 版的HotSpot，那还要额外加入一个 -XX：+UnlockDiagnosticVMOptions 参数

public class Bar { 
    int a = 1;
    static int b = 2;

    public int sum(int c){
        return a+b+c;
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Bar().sum(3);
    }
}

使用javac编译：

[root@AY131228205040795d8cZ my]# java -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintAssembly -Xcomp -XX:CompileCommand=dontinline,*Bar.sum -XX:CompileCommand=compileonly,*Bar.sum Bar

参数 -Xcomp 是让虚拟机以编译模式执行代码，这样代码可以不需要执行足够次数来预热就能出发JIT编译
两个 -XX:CompileCommand 的意思是让编译器不要内联sum()并且只编译sum()
-XX:+PrintAssembly 就是输出反汇编内容

如果一切顺利的话，那么屏幕上会出现类似下边的代码：

Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: PrintAssembly is enabled; turning on DebugNonSafepoints to gain additional output
CompilerOracle: dontinline *Bar.sum
CompilerOracle: compileonly *Bar.sum
Loaded disassembler from hsdis-amd64.so
Decoding compiled method 0x00007f89c905fdd0:
Code:
[Disassembling for mach='i386:x86-64']
[Entry Point]
[Constants]
  # {method} 'sum' '(I)I' in 'Bar'
  # this:     rsi:rsi   = 'Bar'
  # parm0:    rdx       = int
  #           [sp+0x20]  (sp of caller)
  0x00007f89c905ff20: mov    0x8(%rsi),%r10d
  0x00007f89c905ff24: cmp    %r10,%rax
  0x00007f89c905ff27: jne    0x00007f89c9037620  ;   {runtime_call}
  0x00007f89c905ff2d: xchg   %ax,%ax
[Verified Entry Point]
  0x00007f89c905ff30: push   %rbp
  0x00007f89c905ff31: sub    $0x10,%rsp
  0x00007f89c905ff35: nop                       ;*synchronization entry
                                                ; - Bar::sum@-1 (line 7)
  0x00007f89c905ff36: mov    $0xfb0818c8,%r10   ;   {oop('Bar')}
  0x00007f89c905ff40: mov    0x260(%r10),%r10d
  0x00007f89c905ff47: add    0xc(%rsi),%r10d
  0x00007f89c905ff4b: mov    %edx,%eax
  0x00007f89c905ff4d: add    %r10d,%eax         ;*iadd
                                                ; - Bar::sum@9 (line 7)
  0x00007f89c905ff50: add    $0x10,%rsp
  0x00007f89c905ff54: pop    %rbp
  0x00007f89c905ff55: test   %eax,0xbe130a5(%rip)        # 0x00007f89d4e73000
                                                ;   {poll_return}
  0x00007f89c905ff5b: retq   
  0x00007f89c905ff5c: hlt    
  0x00007f89c905ff5d: hlt    
  0x00007f89c905ff5e: hlt    
  0x00007f89c905ff5f: hlt    
[Exception Handler]
[Stub Code]
  0x00007f89c905ff60: jmpq   0x00007f89c905cfa0  ;   {no_reloc}
[Deopt Handler Code]
  0x00007f89c905ff65: callq  0x00007f89c905ff6a
  0x00007f89c905ff6a: subq   $0x5,(%rsp)
  0x00007f89c905ff6f: jmpq   0x00007f89c90387c0  ;   {runtime_call}
  0x00007f89c905ff74: add    %al,(%rax)
  0x00007f89c905ff76: add    %al,(%rax)

一些命令的解释：

push %rbp ：保存上一栈帧基址
sub $0x10,%rsp ：给新帧分配空间
mov $0xfb0818,%r10 ：取方法区的指针
mov 0x260(%r10),%r10d ：取类变量b，这里是访问方法区中的数据
add 0xc(%rsi),%r10d ：这里将实例变量a和上一句取得的b相加，放入r10d中
mov %edx,%eax ：在上边“parm0：rdx=int”，说明c在rdx中，这里rdx应与edx一致，将c放入eax中
add %r10d, %eax ：将r10d中a与b的和加上eax中的c，结果放入eax中，计算a+b+c完成
add $0x10,%rsp ：对应上文的rsp，这里是撤销栈帧
pop %rbp ：对应上文的push，这里是恢复上一栈帧
test %eax, 2xbe130a5(%rip) ：轮询方法返回处的Safepoint
retq 方法返回

可视化工具

JConsole

启动JConsole后，将自动搜索本机运行的jvm进程，不需要jps命令来查询指定。双击其中一个jvm进程即可开始监控，也可使用远程进程来连接远程服务器

VisualVM

VisualVM是到目前为止随JDK发布的功能最强大的运行监视和故障处理工具

Next：调优案例

Previous：垃圾回收器

Home：目录