（十）JVM基础故障处理工具你用过哪些？

本篇文章只介绍一些基础的故障处理工具，所谓基础就是没有可视化界面的故障处理工具，往往这些工具比较适用于LINUX这种没有界面的服务器，能够通过命令的形式快速排查问题所在。本篇文章结合着【深入理解Java虚拟机】一书当中整理了本篇博客。

一、简言

Java开发人员肯定都知道JDK的bin目录中有java.exe、javac.exe这两个命令行工具，但并非所有程序 员都了解过JDK的bin目录下其他各种小工具的作用。随着JDK版本的更迭，这些小工具的数量和功能 也在不知不觉地增加与增强。除了编译和运行Java程序外，打包、部署、签名、调试、监控、运维等 各种场景都可能会用到它们，这些工具如图所示。

在本章，只介绍这些工具中的一部分，主要是用于监视虚拟机运行状态和进行故障处理的工 具。这些故障处理工具并不单纯是被Oracle公司作为“礼物”附赠给JDK的使用者，部分是商业环境是要付费的，例如JMC、JFR。

各个工具的体积都很小，原因是这些命令行工具大多仅是一层薄包装而 已，真正的功能代码是实现在JDK的工具类库中的。

本章所讲解的工具大多基于Windows平台下的JDK1.8进行演示，如果读者选用的JDK版本、操作系 统不同，那么工具不仅可能数量上有所差别，同一个工具所支持的功能范围和效果都可能会不一样。

二、jps：虚拟机进程状况工具

JDK的很多小工具的名字都参考了UNIX命令的命名方式，jps（JVM Process Status Tool）是其中 的典型。除了名字像UNIX的ps命令之外，它的功能也和ps命令类似：可以列出正在运行的虚拟机进 程，并显示虚拟机执行主类（Main Class，main()函数所在的类）名称以及这些进程的本地虚拟机唯一 ID（LVMID，Local Virtual Machine Identifier）。

虽然功能比较单一，但它绝对是使用频率最高的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（PID，Process Identifier）是一致的，使 用Windows的任务管理器或者UNIX的ps命令也可以查询到虚拟机进程的LVMID，但如果同时启动了 多个虚拟机进程，无法根据进程名称定位时，那就必须依赖jps命令显示主类的功能才能区分了。

jps命令格式：

jps [options] [hostid]

注意：这块是-l（小写L）不是1，-1就代表的是options。

windows下可以通过TASKKILL /F /PID 12740关闭项目。

jps还可以通过RMI协议查询开启了RMI服务的远程虚拟机进程状态，参数hostid为RMI注册表中 注册的主机名。

jps的options其他常用选项如下图。

三、jstat：虚拟机统计信息监视工具

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加载、内存、垃圾收集、即时编译等运行时数据，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常用工 具。

jstat命令格式为：

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

对于命令格式中的VMID与LVMID需要特别说明一下：如果是本地虚拟机进程，VMID与LVMID 是一致的；如果是远程虚拟机进程，那VMID（VMID就是远程的唯一ID）的格式应当是：

[protocol:][//]lvmid[@hostname[:port]/servername]

参数interval和count代表查询间隔和次数，如果省略这2个参数，说明只查询一次。假设需要每250 毫秒查询一次进程2764垃圾收集状况，一共查询20次，那命令应当是：

jstat -gc 2764 250 20

选项option代表用户希望查询的虚拟机信息，主要分为三类：类加载、垃圾收集、运行期编译状 况。详细请参考表下图的描述。

jstat监视选项众多，这里仅举一个gcutil命令。

查询结果表明：

• E：表示这台服务器的新生代Eden区，使用了30%的空间
• SO：标记复制法所用到的一块Survivor区，这个区始终为0
• S1：标记复制法所用到的一块Survivor区，存储新生代GC过后的对象，占用了81.1%
• O：表示老年代，占用了42.91
• M：表示元空间（存储类信息），使用了63.85
• YGC：表示Young GC次数，发生了一次新生代收集
• YGCT：表示Young GC总耗时，0.004秒
• FGC：表示Full GC，又叫堆回收
• FGCT：表示Full GC总耗时
• GCT：表示GC总耗时

四、jinfo：Java配置信息工具

jinfo（Configuration Info for Java）的作用是实时查看和调整虚拟机各项参数。使用jps命令的-v参 数可以查看虚拟机启动时显式指定的参数列表，但如果想知道未被显式指定的参数的系统默认值，除 了去找资料外，就只能使用jinfo的-flag选项进行查询了（如果JDK 6或以上版本的话，使用-XX:+PrintFlagsFinal查看参数默认值也是一个很好的选择）。

jinfo还可以使用-sysprops选项把虚拟机 进程的System.getProperties()的内容打印出来。这个命令JDK 6之后，jinfo在Windows和Linux平台都有提供，并且加入了在运行期 修改部分参数值的能力（可以使用-flag name=value在运行期修改一部分运行期可写的 虚拟机参数值）。

jinfo命令格式：

jinfo [option] pid

代码示例：

jinfo -flag SurvivorRatio 11324

注意：我再项目启动的时候设置了以下，只有SurvivorRatio可以查到，我猜测的是只有-XX:SurvivorRatio=8 这种写法可以查到。

-Xms25M -Xmx25M -Xmn12M  -XX:SurvivorRatio=8 

五、jmap：Java内存映像工具

jmap（Memory Map for Java）命令用于生成堆转储快照（一般称为heapdump或dump文件）。如 果不使用jmap命令，也有很多方式可以获取Java堆转储快照：譬如-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError参数，可以让虚拟机在内存溢出异常出现之后自动生成堆转储 快照文件。

jmap的作用并不仅仅是为了获取堆转储快照，它还可以查询finalize执行队列、Java堆和方法区的 详细信息，如空间使用率、当前用的是哪种收集器等。

和jinfo命令一样，jmap有部分功能在Windows平台下是受限的，除了生成堆转储快照的-dump选项 和用于查看每个类的实例、空间占用统计的-histo选项在所有操作系统中都可以使用之外，其余选项都 只能在Linux/Solaris中使用。

jmap命令格式：

jmap [option] vmid

option选项的合法值与具体含义如下图所示。

使用-dump生成内存快照：

使用-heap显示Java堆详细信息：

使用-histo显示对象实例数量

六、 jhat：虚拟机堆转储快照分析工具

JDK提供jhat（JVM Heap Analysis Tool）命令与jmap搭配使用，来分析jmap生成的堆转储快照。 jhat内置了一个微型的HTTP/Web服务器，生成堆转储快照的分析结果后，可以在浏览器中查看。

不过 实事求是地说，在实际工作中，除非手上真的没有别的工具可用，否则多数人是不会直接使用jhat命令 来分析堆转储快照文件的。

主要原因有两个方面:

1. 一般不会在部署应用程序的服务器上直接分析 堆转储快照，即使可以这样做，也会尽量将堆转储快照文件复制到其他机器上进行分析，因为分析 工作是一个耗时而且极为耗费硬件资源的过程，既然都要在其他机器上进行，就没有必要再受命令行 工具的限制了。

2. 另外一个原因是jhat的分析功能相对来说比较简陋，后文将会介绍到的VisualVM，以 及专业用于分析堆转储快照文件的Eclipse Memory Analyzer、IBM HeapAnalyzer等工具，都能实现 比jhat更强大专业的分析功能。代码清单4-3演示了使用jhat分析上一节采用jmap生成的Eclipse IDE的内 存快照文件。

使用jhat分析dump文件

屏幕显示“Server is ready.”的提示后，用户在浏览器中输入http://localhost:7000/可以看到分析结 果，如图所示。

分析结果默认以包为单位进行分组显示。

七、jstack：Java堆栈跟踪工具

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threaddump或者 javacore文件）。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 目的通常是定位线程出现长时间停顿的原因，如线程间死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间挂 起等，都是导致线程长时间停顿的常见原因。线程出现停顿时通过jstack来查看各个线程的调用堆栈， 就可以获知没有响应的线程到底在后台做些什么事情，或者等待着什么资源。

jstack命令格式：

jstack [option] vmid

option选项的合法值与具体含义如下图所示。

使用示例：这里是小写L

java.lang.Thread类新增了一个getAllStackTraces()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完成jstack的大部分功能，在实际项目 中不妨调用这个方法做个管理员页面，可以随时使用浏览器来查看线程堆栈。

八、 基础工具总结

除上面一些常用的以外，还有下面的一些很多小的工具。

基础工具：用于支持基本的程序创建和运行

还有下一面的一些关于安全的：用于程序签名、设置安全测试等

国际化：用于创建本地语言文件

远程方法调用：用于跨Web或网络的服务交互

部署工具：用于程序打包、发布和部署

性能监控和故障处理：用于监控分析Java虚拟机运行信息