【JVM】JVM调优工具命令详解

1 前言

这节我们来实际的用一用JVM平时常用的调优命令，来实际体验回顾一下。这里我直接用的是我们生产环境的一个Pod里，来真实的带大家体验一下。

2 jps

jps大家应该都知道吧，就是列出当前的java进程有哪些：

3 jmap

3.1 jmap ‐histo

此命令可以用来查看内存信息，实例个数以及占用内存大小

jmap ‐histo 14660 #查看历史生成的实例
jmap ‐histo:live 14660 #查看当前存活的实例，执行过程中可能会触发一次full gc

打开log.txt，文件内容如下：

num：序号
instances：实例数量
bytes：占用空间大小
class name：类名称，[C is a char[]，[S is a short[]，[I is a int[]，[B is a byte[]，[[I is a int[][]

3.2 jmap ‐heap 堆信息

3.3 jmap ‐dump 堆内存dump

也可以设置内存溢出自动导出dump文件(内存很大的时候，可能会导不出来)
1. -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
2. -XX:HeapDumpPath=./ （路径）

4 jstack

用jstack加进程id查找死锁：

jstack找出占用cpu最高的线程堆栈信息,来个示例：

package com.jvm;

/**
* 运行此代码，cpu会飙高
*/
public class Math {

    public static final int initData = 666;
    public static User user = new User();

    public int compute() { //一个方法对应一块栈帧内存区域
        int a = 1;
        int b = 2;
        int c = (a + b) * 10;
        return c;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Math math = new Math();
        while (true){
            math.compute();
        }
    }
}

（1）使用命令top -p ，显示你的java进程的内存情况，pid是你的java进程号，比如19663

（2）按H，获取每个线程的内存情况

（3）找到内存和cpu占用最高的线程tid，比如19664

（4）转为十六进制得到 0x4cd0，此为线程id的十六进制表示

（5）执行 jstack 19663|grep -A 10 4cd0，得到线程堆栈信息中 4cd0 这个线程所在行的后面10行，从堆栈中可以发现导致cpu飙高的调用方法

（6）查看对应的堆栈信息找出可能存在问题的代码

5 jinfo

查看正在运行的Java应用程序的扩展参数

5.1 jinfo -flags 查看jvm的参数

5.2 jinfo -sysprops 查看java系统参数

6 jstat

jstat命令可以查看堆内存各部分的使用量，以及加载类的数量。命令的格式如下：

jstat [-命令选项] [vmid] [间隔时间(毫秒)] [查询次数]

6.1 jstat -gc 垃圾回收统计

jstat -gc pid 最常用，可以评估程序内存使用及GC压力整体情况:

S0C：第一个幸存区的大小，单位KB S1C：第二个幸存区的大小
S0U：第一个幸存区的使用大小 S1U：第二个幸存区的使用大小
EC：伊甸园区的大小 EU：伊甸园区的使用大小
OC：老年代大小 OU：老年代使用大小
MC：方法区大小(元空间) MU：方法区使用大小
CCSC:压缩类空间大小 CCSU:压缩类空间使用大小
YGC：年轻代垃圾回收次数 YGCT：年轻代垃圾回收消耗时间，单位s
FGC：老年代垃圾回收次数 FGCT：老年代垃圾回收消耗时间，单位s
GCT：垃圾回收消耗总时间，单位s

6.2 jstat -gccapacity 堆内存统计

NGCMN：新生代最小容量 NGCMX：新生代最大容量 NGC：当前新生代容量
S0C：第一个幸存区大小 S1C：第二个幸存区的大小
EC：伊甸园区的大小 OGCMN：老年代最小容量 OGCMX：老年代最大容量
OGC：当前老年代大小 OC:当前老年代大小
MCMN:最小元数据容量 MCMX：最大元数据容量 MC：当前元数据空间大小
CCSMN：最小压缩类空间大小 CCSMX：最大压缩类空间大小 CCSC：当前压缩类空间大小
YGC：年轻代gc次数 FGC：老年代GC次数

6.3 jstat -gcnew 年轻代垃圾回收统计

S0C：第一个幸存区的大小 S1C：第二个幸存区的大小
S0U：第一个幸存区的使用大小 S1U：第二个幸存区的使用大小
TT:对象在新生代存活的次数 MTT:对象在新生代存活的最大次数
DSS:期望的幸存区大小
EC：伊甸园区的大小 EU：伊甸园区的使用大小
YGC：年轻代垃圾回收次数 YGCT：年轻代垃圾回收消耗时间

6.4 jstat -gcnewcapacity 年轻代内存统计

NGCMN：新生代最小容量 NGCMX：新生代最大容量 NGC：当前新生代容量
S0CMX：最大幸存1区大小 S0C：当前幸存1区大小
S1CMX：最大幸存2区大小 S1C：当前幸存2区大小
ECMX：最大伊甸园区大小 EC：当前伊甸园区大小
YGC：年轻代垃圾回收次数 FGC：老年代回收次数

6.5 jstat -gcold 老年代垃圾回收统计

MC：方法区大小 MU：方法区使用大小
CCSC:压缩类空间大小 CCSU:压缩类空间使用大小
OC：老年代大小 OU：老年代使用大小
YGC：年轻代垃圾回收次数 FGC：老年代垃圾回收次数
FGCT：老年代垃圾回收消耗时间 GCT：垃圾回收消耗总时间

6.6 jstat -gcoldcapacity 老年代内存统计

OGCMN：老年代最小容量 OGCMX：老年代最大容量
OGC：当前老年代大小 OC：老年代大小
YGC：年轻代垃圾回收次数 FGC：老年代垃圾回收次数
FGCT：老年代垃圾回收消耗时间 GCT：垃圾回收消耗总时间

6.7 jstat -gcmetacapacity 元数据空间统计

MCMN:最小元数据容量 MCMX：最大元数据容量 MC：当前元数据空间大小
CCSMN：最小压缩类空间大小 CCSMX：最大压缩类空间大小 CCSC：当前压缩类空间大小
YGC：年轻代垃圾回收次数 FGC：老年代垃圾回收次数 FGCT：老年代垃圾回收消耗时间
GCT：垃圾回收消耗总时间

6.8 jstat -gcutil 垃圾回收统计概述

S0：幸存1区当前使用比例 S1：幸存2区当前使用比例
E：伊甸园区使用比例 O：老年代使用比例
M：元数据区使用比例 CCS：压缩使用比例
YGC：年轻代垃圾回收次数 FGC：老年代垃圾回收次数
FGCT：老年代垃圾回收消耗时间 GCT：垃圾回收消耗总时间

JVM运行情况预估
用 jstat gc -pid 命令可以计算出如下一些关键数据，有了这些数据就可以采用之前介绍过的优化思路，先给自己的系统设置一些初始性的 JVM参数，比如堆内存大小，年轻代大小，Eden和Survivor的比例，老年代的大小，大对象的阈值，大龄对象进入老年代的阈值等。
年轻代对象增长的速率
可以执行命令 jstat -gc pid 1000 10 (每隔1秒执行1次命令，共执行10次)，通过观察EU(eden区的使用)来估算每秒eden大概新增多少对象，如果系统负载不高，可以把频率1秒换成1分钟，甚至10分钟来观察整体情况。注意，一般系统可能有高峰期和日常期，所以需要在不同的时间分别估算不同情况下对象增长速率。
Young GC的触发频率和每次耗时
知道年轻代对象增长速率我们就能推根据eden区的大小推算出Young GC大概多久触发一次，Young GC的平均耗时可以通过 YGCT/YGC 公式算出，根据结果我们大概就能知道系统大概多久会因为Young GC的执行而卡顿多久。
每次Young GC后有多少对象存活和进入老年代
这个因为之前已经大概知道Young GC的频率，假设是每5分钟一次，那么可以执行命令 jstat -gc pid 300000 10 ，观察每次结果eden， survivor和老年代使用的变化情况，在每次gc后eden区使用一般会大幅减少，survivor和老年代都有可能增长，这些增长的对象就是每次 Young GC后存活的对象，同时还可以看出每次Young GC后进去老年代大概多少对象，从而可以推算出老年代对象增长速率。
Full GC的触发频率和每次耗时
知道了老年代对象的增长速率就可以推算出Full GC的触发频率了，Full GC的每次耗时可以用公式 FGCT/FGC 计算得出。
优化思路其实简单来说就是尽量让每次Young GC后的存活对象小于Survivor区域的50%，都留存在年轻代里。尽量别让对象进入老年代。尽量减少Full GC的频率，避免频繁Full GC对JVM性能的影响。

7 Arthas

Arthas 是 Alibaba 在 2018 年 9 月开源的 Java 诊断工具。支持 JDK6+，采用命令行交互模式，可以方便的定位和诊断线上程序运行问题。Arthas 官方文档十分详细，详见：https://gitee.com/arthas/arthas

7.1 Arthas 使用场景

得益于 Arthas 强大且丰富的功能，让 Arthas 能做的事情超乎想象。下面仅仅列举几项常见的使用情况，更多的使用场景可以在熟悉了 Arthas 之后自行探索。

（1）是否有一个全局视角来查看系统的运行状况？
（2）为什么 CPU 又升高了，到底是哪里占用了 CPU ？
（3）运行的多线程有死锁吗？有阻塞吗？
（4）程序运行耗时很长，是哪里耗时比较长呢？如何监测呢？
（5）这个类从哪个 jar 包加载的？为什么会报各种类相关的 Exception？
（6）我改的代码为什么没有执行到？难道是我没 commit？分支搞错了？
（7）遇到问题无法在线上 debug，难道只能通过加日志再重新发布吗？
（8）有什么办法可以监控到 JVM 的实时运行状态？

7.2 Arthas 下载

curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar

7.3 Arthas 简单使用

用java -jar运行即可:

输入列表的java进程的序号：

7.3.1 dashboard

输入dashboard可以查看整个进程的运行情况，线程、内存、GC、运行环境信息：

7.3.2 thread

输入thread可以查看线程详细情况:

输入 thread加上线程ID 可以查看线程堆栈:

7.3.3 jad

输入 jad加类的全名可以反编译，这样可以方便我们查看线上代码是否是正确的版本:

更多详细的命令大家可以参考官方文档哈：https://arthas.aliyun.com/doc/commands.html

8 小结

本节带着大家简答过了下平时常用的JVM命令以及阿里巴巴的利器Arthas，还是要多操作多看，JVM调优是个大活儿，其实我感觉还是大家平时写代码的时候要考究点，多思考思考，好了，有理解不对的地方欢迎指正哈。

posted @ 2023-04-15 22:20 酷酷- 阅读(118) 评论(0) 编辑收藏举报

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