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事实企业级 Java 利用开发、保护中，有时候咱们会碰到上面这些问题：
- OutOfMemoryError，内存不足
- 内存泄露
- 线程死锁
- 锁争用（Lock Contention）
- Java 过程耗费 CPU 过高
- ……
这些问题在日常开发、保护中可能被很多人漠视（比方有的人遇到下面的问题只是重启服务器或者调大内存，而不会深究问题本源），但可能了解并解决这些问题是 Java 程序员进阶的必备要求。本文将对一些罕用的 JVM 性能调优监控工具进行介绍，心愿能起抛砖引玉之用。
而且这些监控、调优工具的应用，无论你是运维、开发、测试，都是必须把握的。
1、jps
Java Virtual Machine Process Status Tool，jps 次要用来输入 JVM 中运行的过程状态信息。语法格局如下：
jps [options] [hostid]
如果不指定 hostid 就默认为以后主机或服务器。
命令行参数选项阐明如下：
-q #不输入类名、Jar 名和传入 main 办法的参数
-m #输入传入 main 办法的参数
-l #输入 main 类或 Jar 的全限名
-v #输入传入 JVM 的参数
比方上面：
root@ubuntu:/# jps -m -l
2458 org.artifactory.standalone.main.Main /usr/local/artifactory-2.2.5/etc/jetty.xml
29920 com.sun.tools.hat.Main -port 9998 /tmp/dump.dat
3149 org.apache.catalina.startup.Bootstrap start
30972 sun.tools.jps.Jps -m -l
8247 org.apache.catalina.startup.Bootstrap start
25687 com.sun.tools.hat.Main -port 9999 dump.dat
21711 mrf-center.jar
2、jstack
jstack 次要用来查看某个 Java 过程内的线程堆栈信息。语法格局如下：
jstack [option] pid
jstack [option] executable core
jstack [option] [server-id@]remote-hostname-or-ip
命令行参数选项阐明如下：
-l long listings #会打印出额定的锁信息，在产生死锁时能够用 jstack -l pid 来察看锁持有状况 -m mixed mode，不仅会输入 Java 堆栈信息，还会输入 C /C++ 堆栈信息（比方 Native 办法）jstack 能够定位到线程堆栈，依据堆栈信息咱们能够定位到具体代码，所以它在 JVM 性能调优中应用得十分多。上面咱们来一个实例找出某个 Java 过程中最消耗 CPU 的 Java 线程并定位堆栈信息，用到的命令有 ps、top、printf、jstack、grep。
第一步先找出 Java 过程 ID，我部署在服务器上的 Java 利用名称为 mrf-center：
root@ubuntu:/# ps -ef | grep mrf-center | grep -v grep
root 21711 1 1 14:47 pts/3 00:02:10 java -jar mrf-center.jar
失去过程 ID 为 21711，第二步找出该过程内最消耗 CPU 的线程，能够应用 ps -Lfp pid 或者 ps -mp pid -o THREAD, tid, time 或者 top -Hp pid，我这里用第三个，输入如下：TIME 列就是各个 Java 线程消耗的 CPU 工夫，CPU 工夫最长的是线程 ID 为 21742 的线程，用
printf "%xn" 21742
失去 21742 的十六进制值为 54ee，上面会用到。
OK，下一步终于轮到 jstack 上场了，它用来输入过程 21711 的堆栈信息，而后依据线程 ID 的十六进制值 grep，如下：
root@ubuntu:/# jstack 21711 | grep 54ee
"PollIntervalRetrySchedulerThread" prio=10 tid=0x00007f950043e000 nid=0x54ee in Object.wait() [0x00007f94c6eda000]
能够看到 CPU 耗费在 PollIntervalRetrySchedulerThread 这个类的 Object.wait()，我找了下我的代码，定位到上面的代码：// Idle wait
getLog().info("Thread [" + getName() + "] is idle waiting...");
schedulerThreadState = PollTaskSchedulerThreadState.IdleWaiting;
long now = System.currentTimeMillis();
long waitTime = now + getIdleWaitTime();
long timeUntilContinue = waitTime - now;
synchronized(sigLock) { try {if(!halted.get()) {sigLock.wait(timeUntilContinue);
}
} catch (InterruptedException ignore) {}}
它是轮询工作的闲暇期待代码，下面的 sigLock.wait(timeUntilContinue) 就对应了后面的 Object.wait()。
3、jmap 和 jhat
jmap（Memory Map）用来查看堆内存应用情况，个别联合 jhat（Java Heap Analysis Tool）应用。
jmap 语法格局如下：
jmap [option] pid
jmap [option] executable core
jmap [option] [server-id@]remote-hostname-or-ip
如果运行在 64 位 JVM 上，可能须要指定 -J-d64 命令选项参数。
jmap -permstat pid
打印过程的类加载器和类加载器加载的长久代对象信息，输入：类加载器名称、对象是否存活（不牢靠）、对象地址、父类加载器、已加载的类大小等信息，如下图：
应用 jmap -heap pid 查看过程堆内存应用状况，包含应用的 GC 算法、堆配置参数和各代中堆内存应用状况。比方上面的例子：
root@ubuntu:/# jmap -heap 21711
Attaching to process ID 21711, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 20.10-b01
using thread-local object allocation.
Parallel GC with 4 thread(s)
Heap Configuration:
MinHeapFreeRatio = 40
MaxHeapFreeRatio = 70
MaxHeapSize = 2067791872 (1972.0MB)
NewSize = 1310720 (1.25MB)
MaxNewSize = 17592186044415 MB
OldSize = 5439488 (5.1875MB)
NewRatio = 2
SurvivorRatio = 8
PermSize = 21757952 (20.75MB)
MaxPermSize = 85983232 (82.0MB)
Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space:
capacity = 6422528 (6.125MB)
used = 5445552 (5.1932830810546875MB)
free = 976976 (0.9317169189453125MB)
84.78829520089286% used
From Space:
capacity = 131072 (0.125MB)
used = 98304 (0.09375MB)
free = 32768 (0.03125MB)
75.0% used
To Space:
capacity = 131072 (0.125MB)
used = 0 (0.0MB)
free = 131072 (0.125MB)
0.0% used
PS Old Generation
capacity = 35258368 (33.625MB)
used = 4119544 (3.9287033081054688MB)
free = 31138824 (29.69629669189453MB)
11.683876009235595% used
PS Perm Generation
capacity = 52428800 (50.0MB)
used = 26075168 (24.867218017578125MB)
free = 26353632 (25.132781982421875MB)
49.73443603515625% used
....
应用 jmap -histo[:live] pid 查看堆内存中的对象数目、大小统计直方图，如果带上 live 则只统计活对象，如下：
root@ubuntu:/# jmap -histo:live 21711 | more
num #instances #bytes class name----------------------------------------------
1: 38445 5597736 <constMethodKlass>
2: 38445 5237288 <methodKlass>
3: 3500 3749504 <constantPoolKlass>
4: 60858 3242600 <symbolKlass>
5: 3500 2715264 <instanceKlassKlass>
6: 2796 2131424 <constantPoolCacheKlass>
7: 5543 1317400 [I
8: 13714 1010768 [C
9: 4752 1003344 [B
10: 1225 639656 <methodDataKlass>
11: 14194 454208 java.lang.String
12: 3809 396136 java.lang.Class
13: 4979 311952 [S
14: 5598 287064 [[I
15: 3028 266464 java.lang.reflect.Method
16: 280 163520 <objArrayKlassKlass>
17: 4355 139360 java.util.HashMap$Entry
18: 1869 138568 [Ljava.util.HashMap$Entry;
19: 2443 97720 java.util.LinkedHashMap$Entry
20: 2072 82880 java.lang.ref.SoftReference
21: 1807 71528 [Ljava.lang.Object;
22: 2206 70592 java.lang.ref.WeakReference
23: 934 52304 java.util.LinkedHashMap
24: 871 48776 java.beans.MethodDescriptor
25: 1442 46144 java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$HashEntry
26: 804 38592 java.util.HashMap
27: 948 37920 java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Segment
28: 1621 35696 [Ljava.lang.Class;
29: 1313 34880 [Ljava.lang.String;
30: 1396 33504 java.util.LinkedList$Entry
31: 462 33264 java.lang.reflect.Field
32: 1024 32768 java.util.Hashtable$Entry
33: 948 31440 [Ljava.util.concurrent.ConcurrentHashMap$HashEntry;
class name 是对象类型，阐明如下：
B byte
C char
D double
F float
I int
J long
Z boolean
[数组，如 [I 示意 int[]
[L+ 类名 其余对象
还有一个很罕用的状况是：用 jmap 把过程内存应用状况 dump 到文件中，再用 jhat 剖析查看。jmap 进行 dump 命令格局如下：
jmap -dump:format=b,file=dumpFileName pid
我一样地对下面过程 ID 为 21711 进行 Dump：
root@ubuntu:/# jmap -dump:format=b,file=/tmp/dump.dat 21711
Dumping heap to /tmp/dump.dat ...
Heap dump file created
dump 进去的文件能够用 MAT、VisualVM 等工具查看，这里用 jhat 查看：
root@ubuntu:/# jhat -port 9998 /tmp/dump.dat
Reading from /tmp/dump.dat...
Dump file created Tue Jan 28 17:46:14 CST 2014Snapshot read, resolving...
Resolving 132207 objects...
Chasing references, expect 26 dots..........................
Eliminating duplicate references..........................
Snapshot resolved.
Started HTTP server on port 9998Server is ready.
留神如果 Dump 文件太大，可能须要加上 -J-Xmx512m 这种参数指定最大堆内存，即 jhat -J-Xmx512m -port 9998 /tmp/dump.dat。而后就能够在浏览器中输出主机地址:9998 查看了：
下面红线框出来的局部大家能够本人去摸索下，最初一项反对 OQL（对象查询语言）。
4、jstat（JVM 统计监测工具）
语法格局如下：
jstat [generalOption | outputOptions vmid [interval[s|ms] [count]] ]
vmid 是 Java 虚拟机 ID，在 Linux/Unix 零碎上个别就是过程 ID。interval 是采样工夫距离。count 是采样数目。比方上面输入的是 GC 信息，采样工夫距离为 250ms，采样数为 4：
root@ubuntu:/# jstat -gc 21711 250 4
S0C S1C S0U S1U EC EU OC OU PC PU YGC YGCT FGC FGCT GCT
192.0 192.0 64.0 0.0 6144.0 1854.9 32000.0 4111.6 55296.0 25472.7 702 0.431 3 0.218 0.649
192.0 192.0 64.0 0.0 6144.0 1972.2 32000.0 4111.6 55296.0 25472.7 702 0.431 3 0.218 0.649
192.0 192.0 64.0 0.0 6144.0 1972.2 32000.0 4111.6 55296.0 25472.7 702 0.431 3 0.218 0.649
192.0 192.0 64.0 0.0 6144.0 2109.7 32000.0 4111.6 55296.0 25472.7 702 0.431 3 0.218 0.649
要明确下面各列的意义，先看 JVM 堆内存布局：
能够看出：
堆内存 = 年老代 + 年轻代 + 永恒代
年老代 = Eden 区 + 两个 Survivor 区（From 和 To）当初来解释各列含意：
S0C、S1C、S0U、S1U：Survivor 0/ 1 区容量（Capacity）和使用量（Used）EC、EU：Eden 区容量和使用量
OC、OU：年轻代容量和使用量
PC、PU：永恒代容量和使用量
YGC、YGT：年老代 GC 次数和 GC 耗时
FGC、FGCT：Full GC 次数和 Full GC 耗时
GCT：GC 总耗时
5、hprof（Heap/CPU Profiling Tool）
hprof 可能展示 CPU 使用率，统计堆内存应用状况。语法格局如下：
java -agentlib:hprof[=options] ToBeProfiledClass
java -Xrunprof[:options] ToBeProfiledClass
javac -J-agentlib:hprof[=options] ToBeProfiledClass
残缺的命令选项如下：
Option Name and Value Description Default
--------------------- ----------- -------
heap=dump|sites|all heap profiling all
cpu=samples|times|old CPU usage off
monitor=y|n monitor contention n
format=a|b text(txt) or binary output a
file=<file> write data to file java.hprof[.txt]
net=<host>:<port> send data over a socket off
depth=<size> stack trace depth 4
interval=<ms> sample interval in ms 10
cutoff=<value> output cutoff point 0.0001
lineno=y|n line number in traces? y
thread=y|n thread in traces? n
doe=y|n dump on exit? y
msa=y|n Solaris micro state accounting n
force=y|n force output to <file> y
verbose=y|n print messages about dumps y
来几个官网指南上的实例。
CPU Usage Sampling Profiling(cpu=samples) 的例子：
java -agentlib:hprof=cpu=samples,interval=20,depth=3 Hello
下面每隔 20 毫秒采样 CPU 耗费信息，堆栈深度为 3，生成的 profile 文件名称是 java.hprof.txt，在当前目录。
CPU Usage Times Profiling(cpu=times) 的例子，它绝对于 CPU Usage Sampling Profile 可能取得更加细粒度的 CPU 耗费信息，可能细到每个办法调用的开始和完结，它的实现应用了字节码注入技术（BCI）：javac -J-agentlib:hprof=cpu=times Hello.java
Heap Allocation Profiling(heap=sites) 的例子：
javac -J-agentlib:hprof=heap=sites Hello.java
Heap Dump(heap=dump) 的例子，它比下面的 Heap Allocation Profiling 能生成更具体的 Heap Dump 信息：
javac -J-agentlib:hprof=heap=dump Hello.java
尽管在 JVM 启动参数中退出 -Xrunprof:heap=sites 参数能够生成 CPU/Heap Profile 文件，但对 JVM 性能影响十分大，不倡议在线上服务器环境应用。
起源：https://my.oschina.net/u/4139…
