JVM(11)--JDK自带的命令行处理工具

前面讲解了一大堆JVM的内存结构和对象创建的事情,这些是JVM的基础,但是最终的目的还是为了能够进行调优,有时候应用无法响应了,报出了OOM,或者内存泄漏、死锁等等这些问题,而要解决这些问题,学习一下jdk自带的一些命令行工具是必不可少的,有了这些工具的基础不至于在遇到问题时只会重启解决问题,而能从根源上解决应用存在的问题,从而提高Java开发的内功

总体上来说,常用的jdk工具有以下几个:

  • jps:查看所有java进程
  • jstat:监视虚拟机各种运行状态信息
  • jinfo:实时的查看和调整虚拟机的各项参数
  • jmap:生成堆存储快照
  • jhat:分析heapdump文件
  • jstack:生成虚拟机当前时刻的线程快照

一、JDK自带工具

jps:查看所有 Java 进程

jps(JVM Process Status) 命令类似 UNIX 的 ps 命令。

jps: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(Local Virtual Machine Identifier,LVMID)。

jps -q :只输出进程的本地虚拟机唯一 ID。

jps -l:输出主类的全名,如果进程执行的是 Jar 包,输出 Jar 路径。

jps -v:输出虚拟机进程启动时 JVM 参数。

jps -m:输出传递给 Java 进程 main() 函数的参数。

jstat: 监视虚拟机各种运行状态信息

jstat(JVM Statistics Monitoring Tool) 使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(需要远程主机提供 RMI 支持)虚拟机进程中的类信息、内存、垃圾收集、JIT 编译等运行数据,在没有 GUI,只提供了纯文本控制台环境的服务器上,它将是运行期间定位虚拟机性能问题的首选工具。

jstat 命令使用格式:

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

比如 jstat -gc -h3 31736 1000 10表示分析进程 id 为 31736 的 gc 情况,每隔 1000ms 打印一次记录,打印 10 次停止,每 3 行后打印指标头部。

常见的 option 如下:

  • jstat -class vmid :显示 ClassLoader 的相关信息;
  • jstat -compiler vmid :显示 JIT 编译的相关信息;
  • jstat -gc vmid :显示与 GC 相关的堆信息;
  • jstat -gccapacity vmid :显示各个代的容量及使用情况;
  • jstat -gcnew vmid :显示新生代信息;
  • jstat -gcnewcapcacity vmid :显示新生代大小与使用情况;
  • jstat -gcold vmid :显示老年代和永久代的行为统计,从jdk1.8开始,该选项仅表示老年代,因为永久代被移除了;
  • jstat -gcoldcapacity vmid :显示老年代的大小;
  • jstat -gcpermcapacity vmid :显示永久代大小,从jdk1.8开始,该选项不存在了,因为永久代被移除了;
  • jstat -gcutil vmid :显示垃圾收集信息;

另外,加上 -t参数可以在输出信息上加一个 Timestamp 列,显示程序的运行时间。

jinfo: 实时地查看和调整虚拟机各项参数

jinfo vmid :输出当前 jvm 进程的全部参数和系统属性 (第一部分是系统的属性,第二部分是 JVM 的参数)。

jinfo -flag name vmid :输出对应名称的参数的具体值。比如输出 MaxHeapSize、查看当前 jvm 进程是否开启打印 GC 日志 ( -XX:PrintGCDetails :详细 GC 日志模式,这两个都是默认关闭的)。

C:\Users\SnailClimb>jinfo  -flag MaxHeapSize 17340
-XX:MaxHeapSize=2124414976
C:\Users\SnailClimb>jinfo  -flag PrintGC 17340
-XX:-PrintGC

使用 jinfo 可以在不重启虚拟机的情况下,可以动态的修改 jvm 的参数。尤其在线上的环境特别有用,请看下面的例子:

jinfo -flag [+|-]name vmid 开启或者关闭对应名称的参数。

C:\Users\SnailClimb>jinfo  -flag  PrintGC 17340
-XX:-PrintGC

C:\Users\SnailClimb>jinfo  -flag  +PrintGC 17340

C:\Users\SnailClimb>jinfo  -flag  PrintGC 17340
-XX:+PrintGC

jmap:生成堆转储快照

jmap(Memory Map for Java)命令用于生成堆转储快照。 如果不使用 jmap 命令,要想获取 Java 堆转储,可以使用 “-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError” 参数,可以让虚拟机在 OOM 异常出现之后自动生成 dump 文件,Linux 命令下可以通过 kill -3 发送进程退出信号也能拿到 dump 文件。

jmap 的作用并不仅仅是为了获取 dump 文件,它还可以查询 finalizer 执行队列、Java 堆和永久代的详细信息,如空间使用率、当前使用的是哪种收集器等。和jinfo一样,jmap有不少功能在 Windows 平台下也是受限制的。

示例:将指定应用程序的堆快照输出到桌面。后面,可以通过 jhat、Visual VM 等工具分析该堆文件。

C:\Users\SnailClimb>jmap -dump:format=b,file=C:\Users\SnailClimb\Desktop\heap.hprof 17340
Dumping heap to C:\Users\SnailClimb\Desktop\heap.hprof ...
Heap dump file created

jhat: 分析 heapdump 文件

jhat 用于分析 heapdump 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。

C:\Users\SnailClimb>jhat C:\Users\SnailClimb\Desktop\heap.hprof
Reading from C:\Users\SnailClimb\Desktop\heap.hprof...
Dump file created Sat May 04 12:30:31 CST 2019
Snapshot read, resolving...
Resolving 131419 objects...
Chasing references, expect 26 dots..........................
Eliminating duplicate references..........................
Snapshot resolved.
Started HTTP server on port 7000
Server is ready.

访问 http://localhost:7000/

jstack :生成虚拟机当前时刻的线程快照

jstack(Stack Trace for Java)命令用于生成虚拟机当前时刻的线程快照。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.

生成线程快照的目的主要是定位线程长时间出现停顿的原因,如线程间死锁、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。线程出现停顿的时候通过jstack来查看各个线程的调用堆栈,就可以知道没有响应的线程到底在后台做些什么事情,或者在等待些什么资源。

下面是一个线程死锁的代码。我们下面会通过 jstack 命令进行死锁检查,输出死锁信息,找到发生死锁的线程。

public class DeadLockDemo {
    
    
    private static Object resource1 = new Object();//资源 1
    private static Object resource2 = new Object();//资源 2

    public static void main(String[] args) {
    
    
        new Thread(() -> {
    
    
            synchronized (resource1) {
    
    
                System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
                try {
    
    
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
    
    
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource2");
                synchronized (resource2) {
    
    
                    System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
                }
            }
        }, "线程 1").start();

        new Thread(() -> {
    
    
            synchronized (resource2) {
    
    
                System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource2");
                try {
    
    
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
    
    
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(Thread.currentThread() + "waiting get resource1");
                synchronized (resource1) {
    
    
                    System.out.println(Thread.currentThread() + "get resource1");
                }
            }
        }, "线程 2").start();
    }
}

Output

Thread[线程 1,5,main]get resource1
Thread[线程 2,5,main]get resource2
Thread[线程 1,5,main]waiting get resource2
Thread[线程 2,5,main]waiting get resource1

线程 A 通过 synchronized (resource1) 获得 resource1 的监视器锁,然后通过Thread.sleep(1000);让线程 A 休眠 1s 为的是让线程 B 得到执行然后获取到 resource2 的监视器锁。线程 A 和线程 B 休眠结束了都开始企图请求获取对方的资源,然后这两个线程就会陷入互相等待的状态,这也就产生了死锁。

通过 jstack 命令分析:

C:\Users\SnailClimb>jps
13792 KotlinCompileDaemon
7360 NettyClient2
17396
7972 Launcher
8932 Launcher
9256 DeadLockDemo
10764 Jps
17340 NettyServer

C:\Users\SnailClimb>jstack 9256

输出的部分内容如下:

Found one Java-level deadlock:
=============================
"线程 2":
  waiting to lock monitor 0x000000000333e668 (object 0x00000000d5efe1c0, a java.lang.Object),
  which is held by "线程 1"
"线程 1":
  waiting to lock monitor 0x000000000333be88 (object 0x00000000d5efe1d0, a java.lang.Object),
  which is held by "线程 2"

Java stack information for the threads listed above:
===================================================
"线程 2":
        at DeadLockDemo.lambda$main$1(DeadLockDemo.java:31)
        - waiting to lock <0x00000000d5efe1c0> (a java.lang.Object)
        - locked <0x00000000d5efe1d0> (a java.lang.Object)
        at DeadLockDemo$$Lambda$2/1078694789.run(Unknown Source)
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
"线程 1":
        at DeadLockDemo.lambda$main$0(DeadLockDemo.java:16)
        - waiting to lock <0x00000000d5efe1d0> (a java.lang.Object)
        - locked <0x00000000d5efe1c0> (a java.lang.Object)
        at DeadLockDemo$$Lambda$1/1324119927.run(Unknown Source)
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

Found 1 deadlock.

可以看到 jstack 命令已经帮我们找到发生死锁的线程的具体信息。

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