概述

在使用 Java 语言进行开发的过程中，我们很可能会遇到各种程序问题。
比如，可能会遇见程序突然就静止不动了，但是程序进程依然显示在后台进行；也可能会遇见程序莫名其妙地卡顿，甚至崩溃。当问题比较直观时，例如程序日志中明确地告诉你出现了一个 NPE 异常，出现在哪一行，那排查问题就会顺畅很多。
但是很多时候出现的问题可能没有那么直观，所以我们需要学习使用一些工具来排查问题，或者进行性能监控。

基础工具

基础工具，这里主要介绍由 JDK 自带的几个用于查看或追踪 Java 应用运行情况的命令行工具。

jps

jps，即 Java Process Status。从名字就可以看出，这是个与 Java 进程相关的的命令行工具。
这个命令用于列出正在运行的 Java 进程，并显示该进程中虚拟机执行的主类。例如：
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可以看出，所有运行中的 Java 进程都被打印出来了，打印出来的信息中有两列，前一列是进程的 id，后一项是虚拟机执行的主类（运行 Main 方法的类）
jps 命令是一个非常常用，也是非常实用的命令，在后续介绍的工具中，基本都需要先使用 jps 命令获取对应程序的进程 id 后才能使用

jstat

jstat，即 JVM Statistics Monitoring Tool，是一个用于监控虚拟机各种运行信息的命令行工具。
它可以显示当前运行的 Java 进程中的内存使用情况、类加载数据、垃圾收集信息等实时运行数据，功能十分强大。
jstat 主要的参数有：

-class：显示当前类加载相关信息
-gc：显示当前虚拟机堆以及方法区的使用情况，以及垃圾收集相关的数据

比较常用的是 -gc 参数，格式为：jstat -gc 进程 id。例如：

可以看出，指定的 Java 进程的垃圾收集相关信息都被打印了出来，在排查内存问题时比较常用

jinfo

jinfo，即 Configuration Info For Java，是一个用于查看和调整虚拟机各项参数的命令行工具。
它的功能主要分为以下几个部分：

不指定参数时，查看所有参数的值
-flag 参数查看指定参数的值
-flags 参数查看未显式指定的参数对应的值（默认值）
在 JDK 6 以后，可以使用 -flag 参数动态修改部分参数值

使用的格式为：jinfo [option] 进程 id。例如：
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可以看出，15848 这个进程的最大堆内存空间大小为 734003200 bit

jmap

jmap，即 Memory Map For Java，是一个用于生成堆转储快照（堆 dump 文件）的命令行工具。
通常情况下，当我们需要查看堆内各对象的存活情况时，就需要用到堆 dump 文件。堆 dump 文件即触发堆转储那一刻的堆内使用情况快照，内部包含了各对象的存活情况及引用链等信息，对于问题定位有非常大的帮助。
获取堆 dump 文件我们也可以设置当出现 OOM 异常时，让虚拟机自动转储堆 dump 文件到指定目录。如果想要在虚拟机正常运行时获取堆 dump 文件，就需要用到 jmap 命令了。
jmap 命令除了获取堆 dump 文件之外，还可以查询 finalize 执行队列，当前使用垃圾收集器种类等信息。
jmap 命令的主要参数为：

-dump：生成堆 dump 文件
-heap：显示当前使用的垃圾收集器种类等信息

在日常开发过程中，用的比较多的还是生成堆 dump 文件，格式为 jmap -dump:format=b,file=文件位置进程 id，例如：
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可以看出，使用了 jmap -dump 后，在指定位置创建了堆 dump 文件

jhat

jhat，即 JVM Heap Analysis Tool，是一个用于分析堆 dump 文件的命令行工具。
当我们使用 jmap 获取了堆 dump 文件后，我们是不能直接打开查看文件的，因为里面是用特殊的文件格式来书写的，所以我们需要借助工具才能看得懂里面的内容。而 jhat 就是一个用于分析堆 dump 文件的工具。
用法也非常简单，格式为 jhat dump 文件的路径 即可，例如：
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在使用了 jhat 命令后，它会创建一个 Web 服务，用于查看分析结果，例如图中提示我们在 7000 端口上启动了一个服务，我们打开 localhost:7000 查看的结果为：
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可以看到，jhat 的分析结果在网页中就展示出来了，页面上的每个超链接都可以继续点击进去查看进一步的分析结果。
但是在实际应用中，jhat 是比较少用的，因为首先 jhat 的分析结果过于粗糙，难以提取有用的信息；其次 JDK 为我们提供了其他更好用的图形化界面用于分析并查看堆 dump 文件；最后，运行 jhat 命令比较占用系统资源，在堆文件比较大时可能会造成系统卡顿。

jstack

jstack，即 Stack Trace for Java，是一个用于生成虚拟机当前时刻的线程快照（threaddump 文件）的命令行工具。
线程快照，就是正在运行的 Java 线程内某一时刻每一个线程正在运行的方法的堆栈的集合。当正在运行的程序中出现某个请求迟迟不响应，或者说某个线程长时间停顿的情况时，可以使用 jstat 命令查看相关线程的当前执行堆栈情况来定位问题的原因。
常用的参数为：

不使用任何参数时，将会打印这个进程内的所有 Java 线程的堆栈运行情况
-l 参数将会额外显示关于锁的相关信息
-m 参数将会把本地方法的执行堆栈也显示出来

比较常用的是 -l 参数，用法为 jstack -l 进程 id，例如：
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可以看到，该命令把线程的堆栈信息都打印了出来，由于加了 -l 参数，还出现了锁相关信息 Locked ownable synchronizers 的内容

高级工具

高级工具，主要指的是多功能合一的，对于问题定位能力有极大提升的工具。这里主要介绍下面几款：

JDK 自带的 VisualVM
阿里开源的 Arthas
在线 GC 诊断工具 GC Easy

VisualVM

VisualVM ，官方名称为 All-in-One Java Troubleshooting Tool，是功能最强大的 Java 运行监控和故障处理程序之一。
从名称就可以看出，这肯定是一个多种功能合一的工具。事实也确实如此，它除了常规的运行监控与故障处理外，还提供了性能分析，扩展插件等功能。除此之外，jvisualvm 还有个非常大的优点：对于被监控的 Java 程序完全无侵入，不需要基于特殊的运行方式，或者定制化的 Agent 去运行。
VisualVM 的启动方式也很简单，只需要在命令行输入 jvisualvm 即可启动