JVM 监控工具和调优工具

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2022-06-08 05:59 352阅读 0赞

## 监控工具 ##

**1.jps**  
用来查看JVM里所有进程的具体状态 包括进程ID和进程的启动路径

常用参数
    -l 输出完整打包包名称 -m 输出程序的命令行参数 -v 输出完整的JVM参数

**2.jstack**  
1) 查看java程序崩溃的core文件 获得core文件的java stack和native stack的信息  
2) 查看正在运行的java程序的native stack的信息  
a) 查看运行程序呈现hung状态  
b) 跟踪java的调用栈 剖析程序

常用指令
    -l pid 打印锁的信息 -f pid 产生线程快照 -m pid 打印java和native栈的内容[混合模式]

**3.jinfo**

查看运行中的java程序的运行环境参数 包括java系统属性和JVM命令行参数；也可以从core文件里查看应用程序的配置信息

常用参数
    -flag name 打印VM参数为name的值 -flag [+|-]name 启用或者禁用VM参数 -flag name=value 设置VM参数name为value -flags 打印VM系统参数 -sysprops 打印系统属性 啥也不加   打印以上所有信息

**4.jstat**

利用JVM内建指令对应用程序的资源和性能进行实时的命令行监控，包括对Heap size和垃圾回收状态的监控  
语法结构

Usage: jstat -help|-options
           jstat -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval> [<count>]]

参数解释

Options — 选项，我们一般使用 -gcutil 查看gc情况
    vmid    — VM的进程号，即当前运行的java进程号
    interval– 间隔时间，单位为秒或者毫秒
    count   — 打印次数，如果缺省则打印无数次

具体的Options参数

-class：统计class loader行为信息 -compile：统计编译行为信息 -gc：统计jdk gc时heap信息 -gccapacity：统计不同的generations（不知道怎么翻译好，包括新生区，老年区，permanent区）相应的heap容量情况 -gccause：统计gc的情况，（同-gcutil）和引起gc的事件 -gcnew：统计gc时，新生代的情况 -gcnewcapacity：统计gc时，新生代heap容量 -gcold：统计gc时，老年区的情况 -gcoldcapacity：统计gc时，老年区heap容量 -gcpermcapacity：统计gc时，permanent区heap容量 -gcutil：统计gc时，heap情况

输出内容含义：

S0  — Heap上的 Survivor space 0 区已使用空间的百分比
    S1  — Heap上的 Survivor space 1 区已使用空间的百分比
    E   — Heap上的 Eden space 区已使用空间的百分比
    O   — Heap上的 Old space 区已使用空间的百分比
    P   — Perm space 区已使用空间的百分比
    YGC — 从应用程序启动到采样时发生 Young GC 的次数
    YGCT– 从应用程序启动到采样时 Young GC 所用的时间(单位秒)
    FGC — 从应用程序启动到采样时发生 Full GC 的次数
    FGCT– 从应用程序启动到采样时 Full GC 所用的时间(单位秒)
    GCT — 从应用程序启动到采样时用于垃圾回收的总时间(单位秒)

**5.jmap**  
观察运行中JVM物理内存的占用情况 包括HeapSize和MetaSpace等  
常用参数

- heap 打印JVM堆的情况 -histo：打印jvm heap的直方图。其输出信息包括类名，对象数量，对象占用大小。 -histo：live ：同上，但是只答应存活对象的情况 -permstat：打印permanent generation heap情况

## 调优参数 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>参数名称</th> 
   <th>含义</th> 
   <th>默认值</th> 
   <th></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>-Xms</td> 
   <td>初始堆大小</td> 
   <td>物理内存的1/64(&lt;1GB)</td> 
   <td>默认(MinHeapFreeRatio参数可以调整)空余堆内存小于40%时，JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制.</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-Xmx</td> 
   <td>最大堆大小</td> 
   <td>物理内存的1/4(&lt;1GB)</td> 
   <td>1/4(&lt;1GB) 默认(MaxHeapFreeRatio参数可以调整)空余堆内存大于70%时，JVM会减少堆直到 -Xms的最小限制</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-Xmn</td> 
   <td>年轻代大小</td> 
   <td></td> 
   <td>此处的大小是（eden+ 2 survivor space).与jmap -heap中显示的New gen是不同的。整个堆大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小.增大年轻代后,将会减小年老代大小.此值对系统性能影响较大,Sun官方推荐配置为整个堆的3/8</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:NewSize</td> 
   <td>设置年轻代大小</td> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:MaxNewSize</td> 
   <td>设置年轻代大小</td> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:PermSize</td> 
   <td>设置永久代的初始值</td> 
   <td>物理内存的1/64</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-XX:MaxPermSize</td> 
   <td>设置永久代的最大值</td> 
   <td>物理内存的1/4</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-Xss</td> 
   <td>每个线程的堆栈大小</td> 
   <td></td> 
   <td>JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M,以前每个线程堆栈大小为256K.更具应用的线程所需内存大小进行 调整.在相同物理内存下,减小这个值能生成更多的线程.但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的,不能无限生成,经验值在3000~5000左右 一般小的应用， 如果栈不是很深， 应该是128k够用的 大的应用建议使用256k。这个选项对性能影响比较大，需要严格的测试。和threadstacksize选项解释很类似,官方文档似乎没有解释,在论坛中有这样一句话:””-Xss is translated in a VM flag named ThreadStackSize”一般设置这个值就可以了。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

说明：

Young GC  
一般情况下，当生成新对象触发Eden区申请空间失败时，就会触发Minor GC，对Eden区记性GC，清除非存活对象，且把尚存活对象移动到空的Survivor区（To Survivor）。然后整理上次存放数据的Survivor（From Survivor） 将依然存活的对象放入To Survivor区。多次整理后还是存活且达到阈值（由 InitialTenuringThreshold 和 MaxTenuringThreshold 控制，默认值为7和15）就会上升到老年代。

Full GC  
主要回收老年代的失效对象 一般同时触发整理年轻代

## 调优辅助工具 ##

findclass.sh　用于查找特定类名出现在哪些jar包

#! /bin/bash 
    if [ $# -lt 2 ]; then
        echo "Usage: $0 classname jar1 jar2..."
        exit -1
    fi
    
    classname=$1
    echo "Find Class: $classname"
    shift
    
    for file in $*
    do
        # echo $file
        suffix=${file##*.}
        if [ "x$suffix" == "xjar" ]; then
    
                grepret=`jar -tf $file | grep $classname`
                # echo $grepret
                if [ "x$grepret" != "x" ]; then
                    echo "$file"
                fi
        fi
    
    done

jps\_kill.sh 用于kill指定类名的java进程

#! /bin/bash 
    TMP=/tmp/jps_kill.log
    
    if [ $# -lt 1 ]
    then
        echo "Usage: $0 prog_name"
        exit -1
    fi
    
    jps | grep -i $1 > $TMP
    
    while read pid other
    do
        echo $pid
        #echo $other
    
        kill -9 $pid
    
    done < $TMP

gcstat.sh 长期监控JVM的gc状况。

#!/bin/bash 
    PID=-1
    INTERVAL=1000
    NUM=60000000
    
    if [[ $# -lt 1 ]]
    then
        echo "Usage: $0 <vmid> [<interval(ms)> [<count>]]"
        exit 1
    fi
    PID=$1
    
    if [[ $# -gt 1 ]]
    then
            INTERVAL=$2
    fi
    
    if [[ $# -gt 2 ]]
    then
            NUM=$3
    fi
    
    echo "$0 Start test...`date`"
    echo 
    
        jstat  -gcutil -t -h50 $PID  $INTERVAL  $NUM
    
    echo "$0 Finish test.`date`"

jmap\_stat.sh 长期监控jmap状况。

#!/bin/bash
    
    PID=-1
    INTERVAL=3
    NUM=60
    
    if [[ $# -lt 1 ]]
    then
        echo "Usage: $0 <vmid> [<interval> [<count>]]"
        exit 1
    fi
    PID=$1
    
    if [[ $# -gt 1 ]]
    then
            INTERVAL=$2
    fi
    
    if [[ $# -gt 2 ]]
    then
            NUM=$3
    fi
    
    echo "$0 Start test...`date`"
    echo 
    
    
    i=0
    while [[ i -lt $NUM ]]
    do
        echo `date`
        jmap -histo:live  $PID  | head -n 20    
    
        echo 
        sleep $INTERVAL
    
        ((i++))
    done
    
    echo "$0 Finish test.`date`"

## 调试辅助函数 ##

import java.lang.management.ManagementFactory;
    import java.lang.management.RuntimeMXBean;
    
    import java.io.File;
    import java.io.IOException;
    import java.io.BufferedReader;
    import java.io.InputStreamReader;
    import java.io.OutputStreamWriter;
    import java.io.PrintWriter;
    import java.util.Iterator;
    import java.util.Map;
    import java.util.Properties;
    
    public class JavaDebug{
    
        public static int getPid() {
            RuntimeMXBean runtime = ManagementFactory.getRuntimeMXBean();
            String name = runtime.getName(); // format: "pid@hostname"
            try {
                return Integer.parseInt(name.substring(0, name.indexOf('@')));
            } catch (Exception e) {
                System.err.println(e.getMessage());
                return -1;
            }
        }
    
        public static void printEnv(){
            Map<String,String> map = System.getenv();
            Iterator<Map.Entry<String, String>> iter = map.entrySet().iterator();
            Map.Entry<String, String> entry;
            while (iter.hasNext()) {
                entry = iter.next();
                String name = entry.getKey();
                String value = entry.getValue();
    
                System.out.println(name + ": "+ value);
            }
        }
    
        public static void printProperties(){
            Properties pros = System.getProperties();
            pros.list(System.out);
        }
    
        public static String getPWD(){
            return System.getProperty("user.dir");
        }
    
        public static void printSimpleMemoryInfo(){
            Runtime runTime = Runtime.getRuntime();
            System.out.println("Total Mem:" + runTime.totalMemory() + " Max Mem:" +runTime.maxMemory()
                    + " Free mem:" + runTime.freeMemory() );
        }
    
        public static void printMemoryInfo(String info){
            if( info != null){
                System.out.println(info+ " JavaDebug:printMemoryInfo");
            }
    
            printSimpleMemoryInfo();
            ExecCommand("jmap " + getPid());
        }
    
        public static void ExecCommand(String cmd){
            System.out.println("Exec command: "+cmd);
    
            try{
                Process pro = null;
                Runtime runTime = Runtime.getRuntime();
                if (runTime == null) {
                    System.err.println("Create runtime false!");
                    throw new RuntimeException("Create runtime false!");
                }
    
                pro = runTime.exec(cmd);
                BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(pro.getInputStream()));
                PrintWriter output = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(pro.getOutputStream()));
                String line;
                while ((line = input.readLine()) != null) {
                    System.out.println(line);
                }
                input.close();
                output.close();
                pro.destroy();
            }
            catch(IOException e) {
                System.err.println(e.getMessage());
                e.printStackTrace();
                throw new RuntimeException("run command error!");
            }
    
            System.out.println("Exec command: "+cmd + " finish.");
        }
    
    
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            printProperties();
    
            //printEnv();
    
            System.out.println("========================");
            int pid = getPid();
            System.out.println("pid: " + pid);
            System.out.println("pwd: " + getPWD());
    
            printMemoryInfo(null);
    
            ExecCommand("ls -l");
            ExecCommand("jmap " + pid);
    
            printMemoryInfo(null);
        }
    }

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