前提概要： 

 JDK本身提供了很多方便的JVM效能調優監控工具，除了整合式的VisualVM和jConsole外，還有jps、jstack、jmap、jhat、jstat、hprof等小巧的工具，每一種工具都有其自身的特點，使用者可以根據你需要檢測的應用或者程式片段的狀況，適當的選擇相應的工具進行檢測。接下來的兩個專題分別會講VisualVM的具體應用。

現實企業級Java開發中，有時候我們會碰到下面這些問題：

• OutOfMemoryError，記憶體不足

• 記憶體洩露

• 執行緒死鎖

• 鎖爭用（Lock Contention）

• Java程序消耗CPU過高

• ......

這些問題在日常開發中可能被很多人忽視（比如有的人遇到上面的問題只是重啟伺服器或者調大記憶體，而不會深究問題根源），但能夠理解並解決這些問題是Java程式設計師進階的必備要求。

基本工具命令

    jps

      實際中這是最常用的命令，下面要介紹的小工具更多的都是先要使用jps查看出當前有哪些Java程序，獲取該Java程序的id後再對該程序進行處理。

    jps主要用來輸出JVM中執行的程序狀態資訊。語法格式如下：

1. jps [options] [hostid]    

 如果不指定hostid就預設為當前主機或伺服器。

   命令列引數選項說明如下：

1. -q 不輸出類名、Jar名和傳入main方法的引數  
2. -m 輸出傳入main方法的引數  
3. -l 輸出main類或Jar的全限名  
4. -v 輸出傳入JVM的引數  

比如

1、我現在有一個WordCountTopo的Strom程式正在本機執行。

2、使用java -jar deadlock.jar & 啟動一個執行緒死鎖的程式 

1. [email protected] /E  
2. $ jps -ml  
3. 14200 deadlock.jar  
4. 13952 com.wsheng.storm.topology.WordCountTopo D://input/ 3  
5. 13248 sun.tools.jps.Jps -ml  
6. 9728  

    jstack 

jstack主要用來檢視某個Java程序內的執行緒堆疊資訊。語法格式如下：

1. jstack [option] pid  
2. jstack [option] executable core  
3. jstack [option] [
   [email protected]]remote-hostname-or-ip  

命令列引數選項說明如下

1. -l long listings，會打印出額外的鎖資訊，在發生死鎖時可以用  jstack -l pid  來觀察鎖持有情況  
2. -m mixed mode，不僅會輸出Java堆疊資訊，還會輸出C/C++堆疊資訊（比如Native方法）  

jstack可以定位到執行緒堆疊，根據堆疊資訊我們可以定位到具體程式碼，所以它在JVM效能調優中使用得非常多。

    下面我們來一個例項：

     找出某個Java程序中最耗費CPU的Java執行緒並定位堆疊資訊，用到的命令有ps、top、printf、jstack、grep。

   先找出Java程序ID，伺服器上的Java應用名稱為wordcount.jar：

1. [[email protected] home]# ps -ef | grep wordcount | grep -v grep  
2. root       2860   2547 13 02:09 pts/0    00:02:03 java -jar wordcount.jar /home/input 3  

    得到程序ID為2860（也可以使用其它方式得到java的程序號）,

    找出該程序內最耗費CPU的執行緒，可以使用如下3個命令，這裡我們使用第3個命令得出如下結果：

1. 1）ps -Lfp pid ： 即 ps -Lfp 2860  
2. 2）ps -mp pid -o THREAD, tid, time ：即 ps -mp 2860 -o THREAD,tid,time  
3. 3）top -Hp pid： 即   top -Hp 2860  

 

  TIME列就是各個Java執行緒耗費的CPU時間，顯然CPU時間最長的是ID為2968的執行緒，用

1. printf "%x\n" 2968  

    得到2968的十六進位制值為b98，下面會用到。     

 終於輪到jstack上場了，它用來輸出程序2860的堆疊資訊，然後根據執行緒ID的十六進位制值grep，如下：

1. [[email protected] home]# jstack 2860 | grep b98  
2. "SessionTracker" prio=10 tid=0x00007f55a44e4800 nid=0xb53 in Object.wait() [0x00007f558e06c000  

 可以看到CPU消耗在SessionTracker這個類的Object.wait()，於是就能很容易的定位到相關的程式碼了。

jmap和 jhat

    jmap用來檢視堆記憶體使用狀況，一般結合jhat使用。

     jmap語法格式如下：

1. jmap [option] pid  
2. jmap [option] executable core  
3. jmap [option] [[email protected]]remote-hostname-or-ip  

 如果執行在64位JVM上，由於linux作業系統的不同，可能需要指定-J-d64命令選項引數。

    列印程序的類載入器和類載入器載入的持久代物件資訊： jmap -permstat pid

個人感覺這個不是太有用

輸出：類載入器名稱、物件是否存活（不可靠）、物件地址、父類載入器、已載入的類大小等資訊，如圖：

 

    檢視程序堆記憶體使用情況:包括使用的GC演算法、堆配置引數和各代中堆記憶體使用：jmap -heap pid

比如下面的例子

1. [[email protected] home]# jmap -heap 2860  
2. Attaching to process ID 2860, please wait...  
3. Debugger attached successfully.  
4. Server compiler detected.  
5. JVM version is 20.45-b01  
6. using thread-local object allocation.  
7. Mark Sweep Compact GC  
8. Heap Configuration:  
9.    MinHeapFreeRatio = 40  
10.    MaxHeapFreeRatio = 70  
11.    MaxHeapSize      = 257949696 (246.0MB)  
12.    NewSize          = 1310720 (1.25MB)  
13.    MaxNewSize       = 17592186044415 MB  
14.    OldSize          = 5439488 (5.1875MB)  
15.    NewRatio         = 2  
16.    SurvivorRatio    = 8  
17.    PermSize         = 21757952 (20.75MB)  
18.    MaxPermSize      = 85983232 (82.0MB)  
19. Heap Usage:  
20. New Generation (Eden + 1 Survivor Space):  
21.    capacity = 12189696 (11.625MB)  
22.    used     = 6769392 (6.4557952880859375MB)  
23.    free     = 5420304 (5.1692047119140625MB)  
24.    55.53372290826613% used  
25. Eden Space:  
26.    capacity = 10878976 (10.375MB)  
27.    used     = 6585608 (6.280525207519531MB)  
28.    free     = 4293368 (4.094474792480469MB)  
29.    60.53518272307982% used  
30. From Space:  
31.    capacity = 1310720 (1.25MB)  
32.    used     = 183784 (0.17527008056640625MB)  
33.    free     = 1126936 (1.0747299194335938MB)  
34.    14.0216064453125% used  
35. To Space:  
36.    capacity = 1310720 (1.25MB)  
37.    used     = 0 (0.0MB)  
38.    free     = 1310720 (1.25MB)  
39.    0.0% used  
40. tenured generation:  
41.    capacity = 26619904 (25.38671875MB)  
42.    used     = 15785896 (15.054603576660156MB)  
43.    free     = 10834008 (10.332115173339844MB)  
44.    59.30110040967841% used  
45. Perm Generation:  
46.    capacity = 33554432 (32.0MB)  
47.    used     = 33323352 (31.779624938964844MB)  
48.    free     = 231080 (0.22037506103515625MB)  
49.    99.31132793426514% used  

    檢視堆記憶體中的物件數目、大小統計直方圖，如果帶上live則只統計活物件：jmap -histo[:live] pid

1. [[email protected] Desktop]# jmap -histo 2860  
2.  num     #instances         #bytes  class name  
3. ----------------------------------------------  
4.    1:         13917       11432488  [B  
5.    2:          6117        6181448  <instanceKlassKlass>  
6.    3:         39520        6004504  <constMethodKlass>  
7.    4:          6117        5517072  <constantPoolKlass>  
8.    5:         39520        5383280  <methodKlass>  
9.    6:          5148        3150944  <constantPoolCacheKlass>  
10.    7:         29954        2810640  [C  
11.    8:         50179        2469272  <symbolKlass>  
12.    9:         42122        1791704  [Ljava.lang.Object;  
13.   10:          1804         961464  <methodDataKlass>  
14.   11:         11747         941200  [Ljava.util.HashMap$Entry;  
15.   12:         28786         921152  java.lang.String  
16.   13:          6347         660088  java.lang.Class  
17.   14:          7374         625616  [S  
18.   15:         11740         563520  java.util.HashMap  
19.   16:         23447         562728  clojure.lang.PersistentHashMap$BitmapIndexedNode  
20.   17:         10980         351360  clojure.lang.Symbol  
21.   18:          8544         341760  java.lang.ref.SoftReference  
22.   19:          8028         336632  [[I  
23.   20:          3944         283968  java.lang.reflect.Constructor  
24.   21:          4744         227712  java.nio.HeapByteBuffer  
25.   22:          6854         219328  java.util.AbstractList$Itr  
26.   23:          2185         195192  [I  
27.   24:          3854         184992  java.nio.HeapCharBuffer  
28.   25:          5500         176000  java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$HashEntry  

 class name是物件型別，說明如下: 

1. B  byte  
2. C  char  
3. D  double  
4. F  float  
5. I  int  
6. J  long  
7. Z  boolean  
8. [  陣列，如[I表示int[]  
9. [L+類名 其他物件  

還有一個很常用的情況是：用jmap把程序記憶體使用情況dump到檔案中，再用jhat分析檢視。需要注意的是 dump出來的檔案還可以用MAT、VisualVM等工具檢視。

jmap進行dump命令格式如下：

1. jmap -dump:format=b,file=dumpFileName pid  

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