关于jvm:JDK中自带的JVM分析工具

内存溢出，妥妥的名局面；

一、业务背景

对于分布式架构中的文件服务来说，因为波及大量的 IO 流操作，很容易引发 JVM 的相干异样，尤其是内存溢出的问题；

在最近的一次版本迭代中，实在的业务解决场景和上述简直统一，因为在文件服务中增加批量解决的动作，间接唤醒了暗藏许久的 BUG，就是最常见的内存溢出；

问题的起因：在 word 文档实现内容辨认后，转换为 pdf 文件，而后进行页面宰割转为一组图片，在这个简单并且超长的流程中存在一个数组容器未销毁；

解决的形式：剖析 JVM 的 dump 文件，定位 OOM 问题引发的根本原因，联合文件服务的异样日志剖析，增加资源的开释动作，从而解决问题；

二、Jdk-Bin 目录

对于相当一部分老手来说，看到 JVM 的问题都是 Bug 不知所起一脸懵的，其实这种心态大可不必，从职场几年的开发教训上看，JVM 的问题大抵分为两种：

• 开发轻松解决：能够降级内存资源或者调整调配，又或者对程序优化，实现相干资源的治理和开释，这是最罕用的伎俩；
• 轻松解决开发：因为经验不足，程序呈现重大 BUG 导致 JVM 异样，进而引起系列的连锁反应，这种不会绝地反弹，只有一地鸡毛；

在解决惯例的 JVM 异样时，通常依赖 JDK 中根底工具即可实现问题的定位，从而进行剖析和解决，不过这些须要对根底工具纯熟应用才行，而很多 JDK 本身的能力又是常常被疏忽的；

在 jdk 的 bin 目录中，有很多自带工具能够用于对 JVM 的剖析；

上述是基于 jdk1.8 的目录，外面有很多开发常常用到命令，上面围绕一个微服务的启动和运行，来看看基于 JDK 中自带 JVM 工具的用法；

三、命令行工具

1、jps 命令

jps：虚拟机过程状态工具，该命令在 Java 环境部署和服务启动查看时常常用到，首先在本地启动一个 facade 门面微服务，而后在命令行中执行查问；

• jps：命令默认输入的是过程 ID 和利用主类的名称；
• -l：输入过程 ID 和利用主类的残缺门路；
• -v：输入向 jvm 传递的参数，此处展现为 idea 中显式配置的 VM-options 参数，其余内容自行查看即可；
• -m：输入向 main 办法传递的参数，服务启动前能够在 idea 的 Program-arguments 配置；

$ jps
1281 FacadeApp

$ jps -l
1281 com.explore.facade.FacadeApp

$ jps -v
1281 FacadeApp -Xms128m -Xmx256m -XX:MaxNewSize=256m -XX:MaxPermSize=256m

$ jps -m
1281 FacadeApp hello,main-method

2、jinfo 命令

jinfo：在命令前面带 pid 过程号，能够输入指定过程的配置信息，在利用启动时通常不会指定过多的配置参数，就能够应用该命令查问很多参数的默认值；该命令还能够在运行时动静调整局部参数，只是很少被应用；

$ jinfo 1281            # 只粘贴个别参数
Java System Properties: # 零碎参数
    java.runtime.version=1.8.0_144-b01
    file.encoding=UTF-8
    sun.java.command=com.explore.facade.FacadeApp hello,main-method
    
VM Flags:               # 虚拟机参数
    -XX:InitialHeapSize=134217728 -XX:MaxHeapSize=268435456 -XX:MaxNewSize=267911168
    
VM Arguments:           # 运行时参数
    jvm_args: -Xms128m -Xmx256m -XX:MaxNewSize=256m -XX:MaxPermSize=256m
    java_command: com.explore.facade.FacadeApp hello,main-method

$ jinfo -sysprops 1281  # 只输入【Java System Properties】参数

$ jinfo -flags 1281     # 只输入【VM Flags】参数

3、jstat 命令

jstat：以指定的频率输入 JVM 的监控指标，下述命令输入内存占用和 GC 相干信息，每隔 3 秒输入一次，间断打印 5 次；因为这里只是启动一个简略的微服务，没有执行业务逻辑，所以各项指标比拟安稳；

$ jstat -gcutil 1281 3000 5
S0     S1     E      O      M     CCS    YGC     YGCT    FGC    FGCT    CGC    CGCT     GCT   
0.00   0.00  57.97  64.16  92.82  88.75    3    0.028     9    0.516     -        -    0.544
0.00   0.00  57.97  64.16  92.82  88.75    3    0.028     9    0.516     -        -    0.544

该命令是比拟罕用的，这里各项指标的统计逻辑，在 tools.jar 包中有 jstat_options 参考文档，相对路径 sun/tools/jstat/resources/ 目录下；

option gcutil {
  column {
    header "^S0^"    /* Survivor 0 Space - Percent Used */
    data (1-((sun.gc.generation.0.space.1.capacity - sun.gc.generation.0.space.1.used)/sun.gc.generation.0.space.1.capacity)) * 100
  }
  column {
    header "^S1^"    /* Survivor 1 Space - Percent Used */
    data (1-((sun.gc.generation.0.space.2.capacity - sun.gc.generation.0.space.2.used)/sun.gc.generation.0.space.2.capacity)) * 100
  }
  ......
}

4、jstack 命令

jstack：输入指定过程以后时刻在 JVM 中的线程信息，为了分明的展现其成果，在服务启动时创立线程死锁，而后通过该命令就会把产生死锁的线程打印进去，通过输入能够发现两条相互期待的线程信息；

$ jstack 1281
Found one Java-level deadlock:
=============================
"test-thread-02":
  waiting for ownable synchronizer 0x00000007b00a35d0, (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync),
  which is held by "test-thread-01"
"test-thread-01":
  waiting for ownable synchronizer 0x00000007b00a35a0, (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync),
  which is held by "test-thread-02"

Java stack information for the threads listed above:
===================================================
"test-thread-02":
    at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
    - parking to wait for  <0x00000007b00a35d0> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync)

"test-thread-01":
    at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
    - parking to wait for  <0x00000007b00a35a0> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync)

Found 1 deadlock.

5、jmap 命令

jmap：能够输入指定过程的内存中对象映射信息，或者堆的要害信息、内存的应用统计、GC 算法、配置、类的实例信息及内存占用等，该命令在解决 JVM 问题时也常常应用；

$ jmap 1281

$ jmap -heap 1281
Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio         = 0
   MaxHeapFreeRatio         = 100
   MaxHeapSize              = 536870912 (512.0MB)
   
Heap Usage:
    PS Young Generation
    Eden Space:
    From Space:
    To Space:
    PS Old Generation

$ jmap -histo:live 1281
 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------
1311:             1             32  com.explore.facade.FacadeApp$$EnhancerBySpringCGLIB$$313d9e3

四、可视化工具

1、jconsole

Java 内置的 JVM 性能监控工具，在相熟上述的命令行工具之后，对于该可视化工具的应用不会太生疏，在命令中能够查看到的默认参数或者利用自定义配置，在该工具中也能够找到，并且以图形化的形式出现；

$ jconsole  # 通过该命令会唤起 jconsole 界面

这里抉择线程一栏，能够直观的看到线程数量的变动曲线，也能够在下方查看某个线程的具体信息，并且能够通过检测死锁性能，发现在服务中创立的 test-thread-01 和 test-thread-02 两条线程；

2、visualvm

VisualVM 作为解决 JVM 问题的常用工具，集成的功能丰富且弱小，此处通过 Idea 插件的形式启动 FacadeApp 微服务，在过程主页能够看到自定义的配置，线程一栏因为检测到死锁间接给到异样提醒；

在监督一栏能够通过【堆 dump】查看具体的信息，能够查看类的实例数和大小，并且实现了后果排序和占用统计；此处信息在定位和解决 JVM 问题时十分重要；

对于 JVM 的监控工具来说，其能力与罕用的命令行语法差别很小，并且这些命令在 jdk 中 tools.jar 包也能够找到其对应的类，对于一些更高级的监控平台来说，例如 Kuboard、Skywalking 等，也对这些底层能力做了集成，其原理应该也是大同小异。

五、参考源码

编程文档：https://gitee.com/cicadasmile/butte-java-note

利用仓库：https://gitee.com/cicadasmile/butte-flyer-parent