JDK原生命令监控正式环境JVM

1.为什么需要JDK原生命令

在开发或测试环境中，我们可以通过可视化工具进行JVM的监控以及分析。但是往往在线上环境，因为安全以及性能，或者可视化工具部分功能不支持等原因，无法使用可视化工具进行JVM的监控以及分析。这时候JDK原生命令就可以派上用场了

2.JDK原生命令概述

JDK原生命令都是通过%JAVA_HOME%/lib/tools.jar包里面的Java方法来实现的，所以如果你想自己打造一个属于自己的JVM监控系统，那在Java程序内部调用该jar包的方法即可实现。
原生命令主要包括：jps、jinfo、jstat、jstack、jmap、jhat等命令，提供了查看虚拟机程序运行日志、异常堆栈信息、GC日志记录、线程快照文件、堆内存快照文件等相关功能
官方文档：JDK工具参考文档。同时可通过 ${命令} -help的形式获取其主要用法

3.jps（进程查看）

主要作用

jps的主要作用是用来查看机器上运行的Java进程，类似于Linux系统的ps -ef | grep java命令。jps工具也支持查看其他机器的Java进程，命令格式如下：

命令格式

jps [ options ] [ hostid ]

主要参数

其中[options]主要有-q、-m、-l、-v、-V几个选项：

• jps -q：查看机器所有运行的Java进程，但只显示进程号（lvmid）。
• jps -m：~，只显示传递给main方法的参数。
• jps -l：~，只显示运行程序主类的包名，或者运行程序jar包的完整路径。
• jps -v：~，单独显示JVM启动时，显式指定的参数。
• jps -V：~，显示主类名或者jar包名。

其中[hostid]是用来连接其他机器查看Java进程的远程ID。

常用参数

jps -l（查看当前服务器运行的java进程）

4.jinfo（配置查看）

主要作用

主要用于实时查看JVM的运行参数，也可以在运行时动态的调整一些参数

命令格式

jinfo [ option1 ] [ option2 ]

主要参数

其中[option1]可选项如下：

• ：第一个参数不写，默认输出JVM的全部参数和系统属性。
• -flag ：输出与指定名称对应的所有参数，以及参数值。
• -flag [+|-]：开启或者关闭与指定名称对应的参数。
• -flag =：设置与指定名称对应参数的值。
• -flags：输出JVM全部的参数。
• -sysprops：输出JVM全部的系统属性。

其中[option2]可选项如下：

• ：对应的JVM进程ID（必需参数），指定一个jinfo要操作的Java进程。
• executable <core：输出打印堆栈跟踪的核心文件。

• [server-id@]：远程操作的地址。

  • server-id：远程debug服务的进程ID；
  • remote server IP/hostname：远程debug服务的主机名 或 IP地址；

    常用参数

    jinfo -flags ${pid}（查看当前进程虚拟机全部参数）
    

    5.jstat（统计信息查看）

    主要作用

    jstat的全称为“Java Virtual Machine statistics monitoring tool”，该工具可以利用JVM内建的指令对Java程序的资源以及性能进行实时的命令行的监控，监控范围包含：堆空间的各数据区、垃圾回收状况以及类的加载与卸载状态。

    命令格式

    jstat - [-t] [-h] [ []]

    主要参数

    
    其中每个参数的释义如下：

• [option]：监控参数选项。

• -t：在输出结果中加上Timestamp列，显示系统运行的时间。
• -h：可以在周期性数据输出的时候，指定间隔多少行数据后输出一次表头。
• vmid：Virtual Machine ID虚拟ID，也就是指定一个要监控的Java进程ID。
• interval：每次执行的间隔时间，默认单位为ms。
• count：用于指定输出多少条数据，默认情况下会一直输出。

执行命令jstat -option后，可以看到存在很多选项，如下：

• -class：输出类加载ClassLoad相关的信息。
• -compiler：显示与JIT即时编译相关的信息。
• -gc：显示与GC相关的信息。
• -gccapacity：显示每个分代空间的容量以及使用情况。
• -gcmetacapacity：输出元数据空间相关的信息。
• -gcnew：显示新生代空间相关的信息。
• -gcnewcapacity：显示新生代空间的容量大小以及使用情况。
• -gcold：输出年老代空间的信息。
• -gcoldcapacity：输出年老代空间的容量大小以及使用情况。
• -gcutil：显示垃圾回收信息。
• -gccause：和-gcutil功能相同，但是会额外输出最后一次或本次GC的诱因。

• -printcompilation：输出JIT即时编译的方法信息。

  常用参数

  jstat -gc -t -h30 106368 2s 100

• -gc：监控GC的状态

• -t：显示系统运行的时间
• -h30：间隔30行数据，输出一次表头
• 9895：Java进程ID
• 1s：时间间隔
• 300：本次输出的数据行数

其他options示例

其他options参数说明

Class加载

JIT即时编译

6.jmap（内存查看（主要是堆区））

主要作用

jmap是一个多功能的工具，主要是用于查看堆空间的使用情况，通常会配合jhat工具一起使用，它可以用于生成Java堆的Dump文件。但除此之外，也可以查看finalize队列、元数据空间的详细信息，Java堆中对象统计信息，如每个分区的使用率、当前装配的GC收集器等。

命令格式

jmap [ option1 ] [ option2 ]

主要参数

其中[option1]可选项有：

• [no option]：查看进程的内存映像信息，与Solaris pmap类似。
• -heap：显示Java堆空间的详细信息。
• -histo[:live]：显示Java堆中对象的统计信息。
• -clstats：显示类加载相关的信息。
• -finalizerinfo：显示F-Queue队列中等待Finalizer线程执行finalizer方法的对象。
• -dump:：生成堆转储快照。
• -F：当正常情况下-dump和-histo执行失效时，前面加-F可以强制执行。
• -help：显示帮助信息。
• -J：指定传递给运行jmap的JVM参数。

其中[option2]与jinfo工具的相差无几，可选项如下：

• ：对应的JVM进程ID（必需参数），指定一个jinfo要操作的Java进程。
• executable <core：输出打印堆栈跟踪的核心文件。

• [server-id@]：远程操作的地址。

  • server-id：远程debug服务的进程ID；
  • remote server IP/hostname：远程debug服务的主机名 或 IP地址；

    常用参数

    查看堆区信息

    jmap -heap
    
    如图可以直观的看出当前堆空间，新生代（Eden区，from区，to区）和老年代总内存，使用内存，空闲内存，以及内存使用率等信息

    堆区文件转储

    jmap -dump:live,format=b,file=Dump.phrof
    
    如图，jmap命令可进行堆区文件的转储（dump）操作。后续可通过jhat或将文件复制到本地进行可视化分析。
    一般线上机器都不开通远程端口，所以可以通过git、服务器中转再xftp拉取、挂到nginx等方式将线上服务器的堆转储文件拉取到本地
    堆转储文件一般都比较大，所以记得拉取到本地后把服务器上的文件删除
    例如使用VisualVM分析堆转储文件，如图：
    
    
    
    如上图所示，可清晰的获取堆区对象总数，总字节数，GCRoot数等信息，同时可获取当前堆区占用内存最大的对象排名。便于分析内存溢出或内存泄漏问题

    7.jhat（堆内存文件分析）

    主要作用

    这个命令比较鸡肋
    jhat工具一般配合jmap工具使用，主要用于分析jmap工具导出的Dump文件，其中也内嵌了一个微型的HTTP/HTML服务器，所以当jhat工具分析完Dump文件后，可以支持在浏览器中查看分析结果。（http://localhost:7000）
    不过在线上环境中一般不会直接使用jhat工具对Dump文件进行解析，因为jhat解析Dump文件，尤其是大体积的Dump时，是一个非常耗时且占用硬件资源的过程。所以为了防止占用服务器过多的资源，通常都会将Dump文件copy到其他机器或本地中分析。
    不过话说回来，到了本地一般也不会使用jhat，因为分析之后生成的结果通过浏览器观察时很难看，一般都会选择VisualVM、MAT（Eclipse Memory Analyzer）、IBM HeapAnalyzer、Jprofile等工具。

    命令格式/主要参数/常用参数

    参考：点击这里

    8.jstack（线程查看）

    主要作用

    jstack工具主要用于捕捉JVM当前时刻的线程快照，线程快照是JVM中每条线程正在执行的方法堆栈集合。在线上情况时，生成线程快照文件可以用于定位线程出现长时间停顿的原因，如线程死锁、死循环、请求外部资源无响应等等原因导致的线程停顿。
    当线程出现停顿时，可以通过jstack工具生成线程快照，从快照信息中能查看到Java程序内部每条线程的调用堆栈情况，从调用堆栈信息中就可以清晰明了的看出：发生停顿的线程目前在干什么，在等待什么资源等。
    同时，当Java程序崩溃时，如果配置好了参数，生成了core文件，咱们也可以通过jstack工具从core文件中提取Java虚拟机栈相关的信息，从而进一步定位程序崩溃的原因。

    命令格式

    jstack [option1] [option2]

    主要参数

    
    其中[option1]可选项为：

• -l：除开显示堆栈信息外，额外输出关于锁相关的附加信息（用于排查死锁问题）。

• -m：如果线程调用到本地方法栈中的本地方法，也显示C/C++的堆栈信息。

其中[option2]可选项如下：

• ：对应的JVM进程ID（必需参数），指定一个jinfo要操作的Java进程。
• executable <core：输出打印堆栈跟踪的核心文件。

• [server-id@]：远程操作的地址。

  • server-id：远程debug服务的进程ID；
  • remote server IP/hostname：远程debug服务的主机名 或 IP地址；

    常用参数

    线程文件转储

    jstack -l > ${filepath}/${filename}.tdump
    
    后续将服务器上的线程转储文件拉取到本地通过可视化工具分析
    例如使用VisualVM分析线程转储文件，如图：
    
    
    如上图所示，可清晰的获取当前应用所有线程信息，进而分析线程死锁等情况的发生。线程转储文件主要关注以下信息：

• runnable，线程处于执行中

• deadlock，死锁（重点关注）
• blocked，线程被阻塞 （重点关注）
• Parked，停止
• locked，对象加锁
• waiting，线程正在等待
• waiting to lock 等待上锁
• Object.wait()，对象等待中
• waiting for monitor entry 等待获取监视器（重点关注）
• Waiting on condition，等待资源（重点关注），最常见的情况是线程在等待网络的读写

  9.总结

  通过以上的命令说明，可以了解到JDK原生虚拟机分析命令（工具）的用法。总结如下

一般来说的顺序

1. jps -l 获取进程信息
2. jmap -heap pid 获取当前堆区详细信息
3. jstat -gc -t -h30 pid 3s 300 获取垃圾回收信息
4. jmap -dump:live,format=b,file=test.phrof pid 将当前堆区信息转储（dump）文件
5. jstack -l pid > test.tdump 将当前线程信息转储（dump）文件
6. jinfo -flags pid 查看当前应用程序（进程）虚拟机启动参数并进行修改