原文出處：http://www.yund.tech/zdetail.html?type=1&id=0de81780ff8febe3ec05dc36f92fd478

作者：jstarseven

JVM監控工具

Java的安裝包自帶了很多優秀的工具，善用這些工具對於監控和除錯Java程式非常有幫助。常用工具如下：

jps

用途：jps用來檢視JVM裡面所有程序的具體狀態, 包括程序ID，程序啟動的路徑等等。

常用引數：

-l: 輸出完成的包名稱；

-m: 輸出程式的命令列輸入引數；

-v: 輸出完整的JVM引數。

jstack

用途：1）檢視java程式崩潰生成core檔案，獲得core檔案的java stack和native stack的資訊；

2）檢視正在執行的java程式的java stack和native stack的資訊：a) 檢視執行的java程式呈現hung的狀態；b) 跟蹤Java的呼叫棧，剖析程式。

jinfo

用途：jinfo可觀察執行中的java程式的執行環境引數：引數包括Java System屬性和JVM命令列引數；也可從core檔案裡面知道崩潰的Java應用程式的配置資訊。

jstat

用途：jstat利用了JVM內建的指令對Java應用程式的資源和效能進行實時的命令列的監控，包括了對Heap size和垃圾回收狀況的監控等等。

語法結構：

Usage: jstat -help|-options

jstat -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval> [<count>]]

引數解釋：

Options — 選項，我們一般使用 -gcutil 檢視gc情況

vmid    — VM的程序號，即當前執行的java程序號

interval– 間隔時間，單位為秒或者毫秒

count   — 列印次數，如果預設則列印無數次

具體option引數如下：

-class：統計class loader行為資訊

-compile：統計編譯行為資訊

-gc：統計jdk gc時heap資訊

-gccapacity：統計不同的generations（不知道怎麼翻譯好，包括新生區，老年區，permanent區）相應的heap容量情況

-gccause：統計gc的情況，（同-gcutil）和引起gc的事件

-gcnew：統計gc時，新生代的情況

-gcnewcapacity：統計gc時，新生代heap容量

-gcold：統計gc時，老年區的情況

-gcoldcapacity：統計gc時，老年區heap容量

-gcpermcapacity：統計gc時，permanent區heap容量

-gcutil：統計gc時，heap情況

輸出內容含義如下：

S0  — Heap上的 Survivor space 0 區已使用空間的百分比

S1  — Heap上的 Survivor space 1 區已使用空間的百分比

E   — Heap上的 Eden space 區已使用空間的百分比

O   — Heap上的 Old space 區已使用空間的百分比

P   — Perm space 區已使用空間的百分比

YGC — 從應用程式啟動到取樣時發生 Young GC 的次數

YGCT– 從應用程式啟動到取樣時 Young GC 所用的時間(單位秒)

FGC — 從應用程式啟動到取樣時發生 Full GC 的次數

FGCT– 從應用程式啟動到取樣時 Full GC 所用的時間(單位秒)

GCT — 從應用程式啟動到取樣時用於垃圾回收的總時間(單位秒)

示例

例項使用1：

[root@localhost bin]# jstat -gcutil 25444

S0     S1     E      O      P     YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT

11.63   0.00   56.46  66.92  98.49 162    0.248    6      0.331    0.579

例項使用2：

[root@localhost bin]# jstat -gcutil 25444 1000 5

S0     S1     E      O      P     YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT

73.54   0.00  99.04  67.52  98.49    166    0.252     6    0.331    0.583

73.54   0.00  99.04  67.52  98.49    166    0.252     6    0.331    0.583

73.54   0.00  99.04  67.52  98.49    166    0.252     6    0.331    0.583

73.54   0.00  99.04  67.52  98.49    166    0.252     6    0.331    0.583

73.54   0.00  99.04  67.52  98.49    166    0.252     6    0.331    0.583

我們可以看到，5次young gc之後，垃圾記憶體被從Eden space區(E)放入了Old space區(O)，並引起了百分比的變化，導致Survivor space使用的百分比從73.54%(S0)降到0%(S1)。有效釋放了記憶體空間。綠框中，我們可以看到，一次full gc之後，Old space區(O)的記憶體被回收，從99.05%降到67.52%。

圖中同時列印了young gc和full gc的總次數、總耗時。而，每次young gc消耗的時間，可以用相間隔的兩行YGCT相減得到。每次full gc消耗的時間，可以用相隔的兩行FGCT相減得到。例如紅框中表示的第一行、第二行之間發生了1次young gc，消耗的時間為0.252-0.252＝0.0秒。

常駐記憶體區(P)的使用率，始終停留在98.49%左右，說明常駐記憶體沒有突變，比較正常。

如果young gc和full gc能夠正常發生，而且都能有效回收記憶體，常駐記憶體區變化不明顯，則說明java記憶體釋放情況正常，垃圾回收及時，java記憶體洩露的機率就會大大降低。但也不能說明一定沒有記憶體洩露。

GCT 是YGCT 和FGCT的時間總和。

以上，介紹了Jstat按百分比檢視gc情況的功能。其實，它還有功能，例如載入類資訊統計功能、記憶體池資訊統計功能等，那些是以絕對值的形式打印出來的，比較少用，在此就不做介紹。

[root@localhost bin]# ps -ef | grep java

root     25917     1  2 23:23 pts/2    00:00:05 /usr/local/jdk1.5/bin/java -Djava.endorsed.dirs=/usr/local/jakarta-tomcat-5.0.30/common/endorsed -classpath /usr/local/jdk1.5/lib/tools.jar:/usr/local/jakarta-tomcat-5.0.30/bin/bootstrap.jar:/usr/local/jakarta-tomcat-5.0.30/bin/commons-logging-api.jar -Dcatalina.base=/usr/local/jakarta-tomcat-5.0.30 -Dcatalina.home=/usr/local/jakarta-tomcat-5.0.30 -Djava.io.tmpdir=/usr/local/jakarta-tomcat-5.0.30/temp org.apache.catalina.startup.Bootstrap start

jstat -class pid:顯示載入class的數量，及所佔空間等資訊。

例項使用3：

[root@localhost bin]# jstat -class 25917

Loaded  Bytes  Unloaded  Bytes     Time

2629    2916.8       29   24.6     0.90

jstat -compiler pid:顯示VM實時編譯的數量等資訊。

例項使用4：

[root@localhost bin]# jstat -compiler 25917

Compiled Failed Invalid   Time   FailedType FailedMethod

768      0       0   0.70            0

jstat –gccapacity :可以顯示，VM記憶體中三代（young,old,perm）物件的使用和佔用大小，如：PGCMN顯示的是最小perm的記憶體使用量，PGCMX顯示的是perm的記憶體最大使用量，PGC是當前新生成的perm記憶體佔用量，PC是但前perm記憶體佔用量。其他的可以根據這個類推， OC是old內純的佔用量。

[root@localhost bin]# jstat -gccapacity 25917

NGCMN       640.0

NGCMX       4992.0

NGC         832.0

S0C         64.0

S1C         64.0

EC          704.0

OGCMN       1408.0

OGCMX       60544.0

OGC         9504.0

OC          9504.0                  OC是old內純的佔用量

PGCMN       8192.0                  PGCMN顯示的是最小perm的記憶體使用量

PGCMX       65536.0                 PGCMX顯示的是perm的記憶體最大使用量

PGC         12800.0                 PGC是當前新生成的perm記憶體佔用量

PC          12800.0                 PC是但前perm記憶體佔用量

YGC         164

FGC         6

jstat -gcnew pid: new物件的資訊

[root@localhost bin]# jstat -gcnew 25917

S0C    S1C    S0U    S1U   TT MTT  DSS      EC       EU     YGC     YGCT

64.0   64.0   47.4   0.0   2  15   32.0    704.0    145.7    168    0.254

jstat -gcnewcapacity pid: new物件的資訊及其佔用量

[root@localhost bin]# jstat -gcnewcapacity 25917

NGCMN  NGCMX   NGC   S0CMX  S0C   S1CMX  S1C   ECMX    EC      YGC   FGC

640.0  4992.0  832.0 64.0   448.0 448.0  64.0   4096.0  704.0  168     6

jstat -gcold pid: old物件的資訊。

[root@localhost bin]# jstat -gcold 25917

PC       PU        OC          OU       YGC    FGC    FGCT     GCT

12800.0  12617.6     9504.0      6561.3   169     6    0.335    0.591

jstat -gcoldcapacity pid:old物件的資訊及其佔用量。

[root@localhost bin]# jstat -gcoldcapacity 25917

OGCMN      OGCMX        OGC         OC       YGC   FGC    FGCT     GCT

1408.0     60544.0      9504.0      9504.0   169     6    0.335    0.591

jstat -gcpermcapacity pid: perm物件的資訊及其佔用量。

[root@localhost bin]# jstat -gcpermcapacity 25917

PGCMN      PGCMX       PGC         PC      YGC   FGC    FGCT     GCT

8192.0    65536.0    12800.0    12800.0   169     6    0.335    0.591

jstat -printcompilation pid:當前VM執行的資訊。

[root@localhost bin]# jstat -printcompilation -h3  25917 1000 5

每1000毫秒列印一次，一共列印5次，還可以加上-h3每三行顯示一下標題。

Compiled  Size  Type Method

788     73    1 java/io/File <init>

788     73    1 java/io/File <init>

788     73    1 java/io/File <init>

Compiled  Size  Type Method

788     73    1 java/io/File <init>

788     73    1 java/io/File <init>

jmap

用途：觀察執行中的jvm實體記憶體的佔用情況，包括Heap size, Perm size等等。

引數如下：

-heap：列印jvm heap的情況

-histo：列印jvm heap的直方圖。其輸出資訊包括類名，物件數量，物件佔用大小。

-histo：live ：同上，但是隻答應存活物件的情況

-permstat：列印permanent generation heap情況

命令使用：

jmap -heap 2083 ---- 觀察到New Generation（Eden Space，From Space，To Space）,tenured generation,Perm Generation的記憶體使用情況

jmap -histo 2083 ｜ jmap -histo:live 2083   ---- 觀察heap中所有物件的情況（heap中所有生存的物件的情況）。包括物件數量和所佔空間大小。

jmap -dump:live,format=b,file=heap.bin 2083 ---- dump java heap in hprof binary format。輸出檔案可用於進一步分析。

class name對應的就是Class檔案裡的class的標識
B代表byte
C代表char
D代表double
F代表float
I代表int
J代表long
Z代表boolean
前邊有[代表陣列，[I 就相當於int[]
物件用[L+類名錶示

BaseType Character Type Interpretation
B byte signed byte
C char Unicode character
D double double-precision floating-point value
F float single-precision floating-point value
I int integer
J long long integer
L<classname>; reference an instance of class de><classname>de>
S short signed short
Z boolean de>truede> or de>falsede>
[ reference one array dimension

Java調優

JVM調優總結

JAVA虛擬機器效能引數調優指導書

Jprofiler使用介紹

Memory Analyzer (MAT)

使用Memory Analyzer tool(MAT)分析記憶體洩漏

JVM常見引數及其預設值：

（詳見：JVM系列三:JVM引數設定、分析）

引數名稱 含義 預設值  
-Xms 初始堆大小 實體記憶體的1/64(<1GB) 預設(MinHeapFreeRatio引數可以調整)空餘堆記憶體小於40%時，JVM就會增大堆直到-Xmx的最大限制.
-Xmx 最大堆大小 實體記憶體的1/4(<1GB) 預設(MaxHeapFreeRatio引數可以調整)空餘堆記憶體大於70%時，JVM會減少堆直到 -Xms的最小限制
-Xmn 年輕代大小(1.4or lator)   注意：此處的大小是（eden+ 2 survivor space).與jmap -heap中顯示的New gen是不同的。
整個堆大小=年輕代大小 + 年老代大小 + 持久代大小.
增大年輕代後,將會減小年老代大小.此值對系統性能影響較大,Sun官方推薦配置為整個堆的3/8
-XX:NewSize 設定年輕代大小(for 1.3/1.4)    
-XX:MaxNewSize 年輕代最大值(for 1.3/1.4)    
-XX:PermSize 設定持久代(perm gen)初始值 實體記憶體的1/64  
-XX:MaxPermSize 設定持久代最大值 實體記憶體的1/4  
-Xss 每個執行緒的堆疊大小   JDK5.0以後每個執行緒堆疊大小為1M,以前每個執行緒堆疊大小為256K.更具應用的執行緒所需記憶體大小進行 調整.在相同實體記憶體下,減小這個值能生成更多的執行緒.但是作業系統對一個程序內的執行緒數還是有限制的,不能無限生成,經驗值在3000~5000左右
一般小的應用， 如果棧不是很深， 應該是128k夠用的 大的應用建議使用256k。這個選項對效能影響比較大，需要嚴格的測試。（校長）
和threadstacksize選項解釋很類似,官方文件似乎沒有解釋,在論壇中有這樣一句話:"”
-Xss is translated in a VM flag named ThreadStackSize”
一般設定這個值就可以了。

JVM配置示例：

JAVA_OPTS="-server -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:PermSize=100M  -XX:MaxPermSize=300M -Xms8g -Xmx8g -Xmn4g -Xss256k -XX:MaxNewSize=4g -XX:NewSize=4g -XX:SurvivorRatio=2  -Xnoclassgc -XX:+DisableExplicitGC  -XX:+UseParNewGC -XX:ParallelGCThreads=8 -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0 -XX:+CMSClassUnloadingEnabled -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=92 -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=0 -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:/data/resys/zhenjing/tomcat-solr-slave/logs/gc.log -XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime -Duser.timezone=Asia/Shanghai -XX:MaxDirectMemorySize=7g -Dcom.tc.productkey.path=/data/conf/terracotta-license.key"

機器配置：4CPU，16G記憶體

-server -Xms8g -Xmx8g -XX:PermSize=256m -XX:MaxPermSize=256m -Xmn4g -XX:MaxDirectMemorySize=512m -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:CMSMaxAbortablePrecleanTime=5000 -XX:+CMSClassUnloadingEnabled -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80 -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent -Dsun.rmi.dgc.server.gcInterval=2592000000 -Dsun.rmi.dgc.client.gcInterval=2592000000 -XX:ParallelGCThreads=4 -Xloggc:/data/logs/gc.log -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/data/logs/java.hprof -Djava.awt.headless=true -Dsun.net.client.defaultConnectTimeout=10000 -Dsun.net.client.defaultReadTimeout=30000 -Dfile.encoding=UTF-8 -Ddubbo.application.logger=slf4j -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=8082 -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Djava.rmi.server.hostname=10.2.113.82

說明：

# 各個堆疊區域空間分配

-server

-XX:PermSize=100M

-XX:MaxPermSize=300M

-Xms8g -Xmx8g -Xmn4g -Xss256k

-XX:MaxNewSize=4g -XX:NewSize=4g

-XX:SurvivorRatio=2       # eden = from+to

# 回收演算法相關。該配置以滿足響應實時性為目的。

-Xnoclassgc    #禁用類垃圾回收，效能會高一點；

-XX:+DisableExplicitGC   #禁止System.gc()

-XX:+UseConcMarkSweepGC    #老年代回收採用CMS演算法

-XX:+UseParNewGC                #年輕代回收採用並行演算法

-XX:ParallelGCThreads=8

-XX:+CMSParallelRemarkEnabled

-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0

-XX:+CMSClassUnloadingEnabled

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=92

-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=0 

# gc日誌相關。 採用 jstat -gcutil PID 10000 監控更簡潔直觀。

-XX:+PrintGCDetails

-XX:+PrintGCTimeStamps

-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly

-XX:+PrintHeapAtGC

-Xloggc:logs/gc.log

-XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime

-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime

-Duser.timezone=Asia/Shanghai 

# BigMemory for Ehcache 相關配置，啟用本地快取，避免觸發gc。

-XX:MaxDirectMemorySize=7g

-Dcom.tc.productkey.path=/data/conf/terracotta-license.key

幾點說明：

Young GC: 一般情況下，當生成新物件，觸發Eden申請空間失敗時，就會觸發Scavenge GC，對Eden區域進行GC，清除非存活物件，並且把尚且存活的物件移動到空的Survivor區(to Survivor)。然後整理上次存放資料的Survivor(from Survivor)，將依然存活的物件放入新的to Survivor。若多次整理後，物件依然存活，且達到閾值(由 InitialTenuringThreshold 和 MaxTenuringThreshold 控制，預設值為7和15)，則將物件放入老年代。

Full GC: 主要是回收老年代的失效物件，一般同時觸發整理年輕代。

幾個參考資料：gc的核心工作是：清除無效物件；移動有效物件。若需要清除的無效物件很多，或需要移動的有效物件很多，則gc過程耗時。對於4G的年輕代，2G的eden代，一次Young GC大概耗時100~200ms。 若實際應用中，Young GC超過200ms，一般需要調優JVM。調優的目標：1）降低單次Young GC時間； 2) 降低Full GC次數。  Young GC 的次數和程式的負載和物件使用方式(程式碼實現方式)有關，優化空間不大。

測試過 -XX:+AggressiveHeap 選項，對gc影響不大。測試過 -XX:+UseFastAccessorMethods -XX:+AggressiveOpts -XX:+UseBiasedLocking 選項，對gc影響不大。

對於-XX:LargePageSizeInBytes=128m選項，有些麻煩，且可能導致Full GC變長，沒試用。參見：http://hllvm.group.iteye.com/group/wiki/2870-JVM

Java除錯輔助工具

連結的jar庫可能包含重複的class，導致行為錯誤。

findclass.sh 用於查詢特定類名出現在哪些jar包。

#! /bin/bash

if [ $# -lt 2 ]; then

    echo "Usage: $0 classname jar1 jar2..."

    exit -1

fi

classname=$1

echo "Find Class: $classname"

shift

for file in $*

do

    # echo $file

    suffix=${file##*.}

    if [ "x$suffix" == "xjar" ]; then

            grepret=`jar -tf $file | grep $classname`

            # echo $grepret

            if [ "x$grepret" != "x" ]; then

                echo "$file"

            fi

    fi

done

jps_kill.sh 用於kill指定類名的的java程序。JVM很耗資源，當啟動的JVM達到幾百個時，系統負載很重，會導致jps執行變慢(1、負載重；2、程序多)。

#! /bin/bash

TMP=/tmp/jps_kill.log

if [ $# -lt 1 ]

then

    echo "Usage: $0 prog_name"

    exit -1

fi

jps | grep -i $1 > $TMP

while read pid other

do

    echo $pid

    #echo $other

    kill -9 $pid

done < $TMP

gcstat.sh 長期監控JVM的gc狀況。

#!/bin/bash

PID=-1

INTERVAL=1000

NUM=60000000

if [[ $# -lt 1 ]]

then

    echo "Usage: $0 <vmid> [<interval(ms)> [<count>]]"

    exit 1

fi

PID=$1

if [[ $# -gt 1 ]]

then

        INTERVAL=$2

fi

if [[ $# -gt 2 ]]

then

        NUM=$3

fi

echo "$0 Start test...`date`"

echo 

    jstat  -gcutil -t -h50 $PID  $INTERVAL  $NUM

echo "$0 Finish test.`date`"

jmap_stat.sh 長期監控jmap狀況。

#!/bin/bash

PID=-1

INTERVAL=3

NUM=60

if [[ $# -lt 1 ]]

then

    echo "Usage: $0 <vmid> [<interval> [<count>]]"

    exit 1

fi

PID=$1

if [[ $# -gt 1 ]]

then

        INTERVAL=$2

fi

if [[ $# -gt 2 ]]

then

        NUM=$3

fi

echo "$0 Start test...`date`"

echo 

i=0

while [[ i -lt $NUM ]]

do

    echo `date`

    jmap -histo:live  $PID  | head -n 20    

    echo

    sleep $INTERVAL

    ((i++))

done

echo "$0 Finish test.`date`"

Java除錯輔助函式

除錯Java程式經常需要知道Java程序PID、當前目錄、Java Home、記憶體使用情況、執行特定命令等等。JavaDebug收集了上述這些常用的輔助除錯函式。

import java.lang.management.ManagementFactory;

import java.lang.management.RuntimeMXBean;

import java.io.File;

import java.io.IOException;

import java.io.BufferedReader;

import java.io.InputStreamReader;

import java.io.OutputStreamWriter;

import java.io.PrintWriter;

import java.util.Iterator;

import java.util.Map;

import java.util.Properties;

public class JavaDebug{

    public static int getPid() {

        RuntimeMXBean runtime = ManagementFactory.getRuntimeMXBean();

        String name = runtime.getName(); // format: "pid@hostname"

        try {

            return Integer.parseInt(name.substring(0, name.indexOf('@')));

        } catch (Exception e) {

            System.err.println(e.getMessage());

            return -1;

        }

    }

    public static void printEnv(){

        Map<String,String> map = System.getenv();

        Iterator<Map.Entry<String, String>> iter = map.entrySet().iterator();

        Map.Entry<String, String> entry;

        while (iter.hasNext()) {

            entry = iter.next();

            String name = entry.getKey();

            String value = entry.getValue();

            System.out.println(name + ": "+ value);

        }

    }

    public static void printProperties(){

        Properties pros = System.getProperties();

        pros.list(System.out);

    }

    public static String getPWD(){

        return System.getProperty("user.dir");

    }

    public static void printSimpleMemoryInfo(){

        Runtime runTime = Runtime.getRuntime();

        System.out.println("Total Mem:" + runTime.totalMemory() + " Max Mem:" +runTime.maxMemory()

                + " Free mem:" + runTime.freeMemory() );

    }

    public static void printMemoryInfo(String info){

        if( info != null){

            System.out.println(info+ " JavaDebug:printMemoryInfo");

        }

        printSimpleMemoryInfo();

        ExecCommand("jmap " + getPid());

    }

    public static void ExecCommand(String cmd){

        System.out.println("Exec command: "+cmd);

        try{

            Process pro = null;

            Runtime runTime = Runtime.getRuntime();

            if (runTime == null) {

                System.err.println("Create runtime false!");

                throw new RuntimeException("Create runtime false!");

            }

            pro = runTime.exec(cmd);

            BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(pro.getInputStream()));

            PrintWriter output = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(pro.getOutputStream()));

            String line;

            while ((line = input.readLine()) != null) {

                System.out.println(line);

            }

            input.close();

            output.close();

            pro.destroy();

        }

        catch(IOException e) {

            System.err.println(e.getMessage());

            e.printStackTrace();

            throw new RuntimeException("run command error!");

        }

        System.out.println("Exec command: "+cmd + " finish.");

    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        printProperties();

        //printEnv();

        System.out.println("========================");

        int pid = getPid();

        System.out.println("pid: " + pid);

        System.out.println("pwd: " + getPWD());

        printMemoryInfo(null);

        ExecCommand("ls -l");

        ExecCommand("jmap " + pid);

        printMemoryInfo(null);

    }

}
 
 
 

-END-