JVM调优（一）——JVM调优诊断工具详解

        最近项目要生产上线，正在做压测性能测试，开始进行一些性能瓶颈分析，记得上一次做性能分析优化，还是国网项目，针对Kafka,Canal,ES,服务，数据库等一系列的排查分析，后面打算补一下总结内容，感兴趣的可以看我后期的总结。本次先总结一下最基础的相关命令及详解

        常用到的命令主要有jstack、jstat、jmap、jinfo等

1、jinfo命令

        jinfo全称Configuration Info for Java，是用来查看虚拟机配置参数信息，也可用于调整虚拟机的配置参数。在很多情况下，Java应用程序不会指定所有的Java虚拟机参数。开发人员可能不知道某一个具体的Java虚拟机参数的默认值。通过 jinfo工具，开发人员可以很方便地找到Java虚拟机参数的当前值。

        jinfo不仅可以查看运行时某一个Java虚拟机参数的实际取值， 甚至可以在运行时修改部分参数，并使之立即生效。并不是所有参数都支持动态修改。参数只有被标记 manageable的flag可以被实时修改。这个修改能力是极其有限的。

        下面简单介绍一下常用命令：

 1)  jinfo flags <PID>

 jinfo flags <PID>

可以看到不主动配置JVM参数时，系统默认的一些配置信息，然后我们指定配置后查看

 -Xms512m  -Xmx1024m

 jinfo –flags <PID>

 2)  jinfo -sysprops <PID>

jinfo -sysprops <PID>

查看java系统参数 

2、jmap命令 

        jmap能够打印给定Java进程、核心文件或远程DEBUG服务器的共享对象内存映射或堆内存的详细信息。如果给定的进程运行在64位虚拟机上，则必须指定 -J-d64选项，例如jmap -J-d64 -heap pid。

        参数说明

        <no option>

当不使用选项时，jmap打印共享对象映射。

对于加载到目标JVM中的每个共享对象，将打印其开始地址、映射大小和共享对象文件的完整路径。如图：

1)  -dump

-dump:[live],format=b,file=<filename>.hprof  <PID> 

将Java堆以hprof二进制格式转储到filename文件中。live是可选参数，如果指定，则只转储堆中的活动对象。

可以使用jhat (Java Heap Analysis Tool)工具来读取分析生产dump文件。启动jhat服务器 

 

 访问显示如图：

 Jhat分析内容，下次有机会再说明，先往下走

2)  -finalizerinfo <PID>

jmap -finalizerinfo <PID>

 打印等待结束的对象的信息。

3)  -heap <PID>

 jmap -heap <PID>

 打印堆摘要

这个命令相对用的较多，具体说明记录一下

使用的gc垃圾收集器

一、Heap Configuration（堆的配置）

Heap Configuration（堆的配置）
MinHeapFreeRatio

空闲堆空间的最小百分比，值的区间为0到100，默认值为 40。

计算公式为：HeapFreeRatio =(CurrentFreeHeapSize / CurrentTotalHeapSize) * 100。

如果当前HeapFreeRatio < MinHeapFreeRatio，则需要进行堆扩容，扩容的时机应该在每次垃圾回收之后。

MaxHeapFreeRatio

空闲堆空间的最大百分比，值的区间为0到100，默认值为 70。

计算公式为：HeapFreeRatio =(CurrentFreeHeapSize / CurrentTotalHeapSize) * 100。

如果HeapFreeRatio > MaxHeapFreeRatio，则需要进行堆缩容，缩容的时机应该在每次垃圾回收之后。

MaxHeapSize堆空间允许的最大值。
NewSize新生代堆空间的默认值。
MaxNewSize新生代堆空间允许的最大值。
OldSize老年代堆空间的默认值。
NewRatio新生代（2个Survivor区和Eden区 ）与老年代（不包括永久区）的堆空间比值。
SurvivorRatio两个Survivor区和Eden区的堆空间比值，默认是8，表示 S0 ： S1 ：Eden = 1：1：8。
MetaspaceSize元空间的默认值
CompressedClassSpaceSize压缩类空间大小
MaxMetaspaceSize元空间允许的最大值
G1HeapRegionSize在使用 G1 垃圾回收算法时，JVM会将Heap空间分隔为若干个Region，该参数用来指定每个 Region 空间的大小

 

  1. 二、Heap Usage（堆的使用情况）
  2. Heap Usage（堆的使用情况）
    PS Young Generation (Eden + 1 Survivor Space)新生代的使用情况
    Eden Space

    Eden区的使用情况

    From SpaceFrom Survivor区的使用情况
    To Spaceto Survivor区的使用情况
    PS Old Generation老年代的使用情况

    说明：

    capacity表示该区域的总容量

    used表示已使用的容量

    free表示该区域还剩余容量

    used表示该区域的使用比例

4)  -histo[:live] <PID> 

jmap -histo <PID> 

打印堆的直方图。对于每个Java类，将打印对象数量、内存大小(以字节为单位)和完全限定类名。VM内部类名以'*'前缀打印，即打印出来的类名前带*的是VM的内部类。如果指定了live子选项，则只统计活动对象。可以输出到文件中打开。

 

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[][] 

5)  -clstats <PID>

jmap -clstats <PID>

打印类加载器的统计信息。对于每个类加载器，它的名称、活动状态、地址、父加载器以及已加载的类的数量和大小都将被打印出来。也会打印出internned string的数量和大小。

 6)  -F

    如果pid没有响应，则使用jmap -dump 或 jmap -histo命令。遇到过不能open file的时候，可以通过加-F，强制输出。

7)  -help or -h

 打印jmap命令的帮助信息。

8)  -J<flag>

将<flag>传递给运行jmap的Java虚拟机

3、jstack命令

        该命令比较常用，用来检测死锁，CPU高等

        用jstack查找死锁

   1)  查找死锁

    jstack -l <PID>

说明：

"Thread-5" 线程名

prio=5 优先级=5

tid= 0x00007fcae8185000线程id

nid= 0xbf8线程对应的本地线程标识nid

runnable 线程状态

可以看到是哪里出现了死锁，所在的类及其行数

2)  远程连接jvisualvm

启动普通的jar程序JMX端口配置：

-Dcom.sun.management.jmxremote

-Dcom.sun.management.jmxremote.port=8899

-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false

-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false 

tomcat的JMX配置

JAVA_OPTS=-Dcom.sun.management.jmxremote.port=8899

-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false

-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false 

jvisualvm远程连接服务需要在远程服务器上配置host(连接ip 主机名)，并且要关闭防火墙

 

3)  输出文件分析

  jstack –l <PID> > jatack.log

  printf "%x\n" <tid>

 根据PID输出快照线程，找到CPU最高的线程，10进制转16进制，找对应的线程 状态分析代码

如：

grep "dca" jstack.log -A 20

4、jstat命令 

     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]

   1)  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

更多的是使用，多久打印一次，共打印多少次

jstat -gc <pid>  <interval>  <count>

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

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 

2)  堆内存统计 

jstat -gccapacity <PID>

 

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

 

 3)  新生代垃圾回收统计

jstat -gcnew <PID>

 

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 

4)  新生代内存统计 

jstat -gcnewcapacity <PID>

 

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 

5)  老年代垃圾回收统计 

jstat -gcold <PID>

 

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)  老年代内存统计

jstat -gcoldcapacity <PID>

 

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 

7)  元数据空间统计

jstat -gcmetacapacity <PID> 

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

 

8)  占比查看

jstat -gcutil <PID> 

 

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

ok，基本上常用的和不常用的都简单记录了下，也不是时时刻刻都在做性能优化，在需要的时候能有个对照就OK了 ，下一个就是针对具体的问题进行查找跟踪分析了，如果不借助工具的情况下，可以通过上述这些命令组合进行分析。

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