jvm监控

学习java或者说使用java的人肯定对jvm不会陌生，根据最近工作需要，去网上专门学习了一下jvm监控相关的知识，看了很多的网页，此文中引用了很多，所以有些忘了记网址了，如果有作者看到了，有侵权的话，请告知删除。

好了，废话不多说，直接贴知识点。

 

Linux系统下的Jvm监控

 

一、Jps（JVM Process Status Tools）

语法：Jps [option] [hostid]

其中hostid默认为本机，而option选项包含以下选项

Option

Function

-q

只输出LVMID

-m

输出JVM启动时传给主类的方法

-l

输出主类的全名，如果是Jar则输出jar的路径

-v

输出JVM的启动参数

 

 

 二、jstat（JVM Statistics Monitoring Tools）

Jstat主要用于监控虚拟机的各种运行状态信息，如类的装载、内存、垃圾回收、JIT编译器等，在没有GUI的服务器上，这款工具是首选的一款监控工具。

 

语法：jstat [option vmid [interval [s|ms] [vount] ] ]

 

参数interval和count分别表示查询间隔和查询次数，如每1毫秒查询一次进程20445的垃圾回收情况，监控20次，命令如下所示：

jstat –gc 20445 1 20

 

选项option代表用户需要查询的虚拟机的信息，主要分为3类：类装载、垃圾

回收和运行期的编译情况，具体如下表所示：

Option

Function

-class

监视类的装载、卸载数量以及类的装载总空间和耗费时间等

-gc

监视Java堆，包含eden、2个survivor区、old区和永久带区域的容量、已用空间、GC时间合计等信息

-gccapcity

监视内容与-gc相同，但输出主要关注Java区域用到的最大和最小空间

-gcutil

监视内容与-gc相同，但输出主要关注已使用空间占总空间的百分比

-gccause

与-gcutil输出信息相同，额外输出导致上次GC产生的原因

-gcnew

监控新生代的GC情况

-gcnewcapacity

与-gcnew监控信息相同，输出主要关注使用到的最大和最小空间

-gcold

监控老生代的GC情况

-gcoldcapacity

与-gcold监控信息相同，输出主要关注使用到的最大和最小空间

-gcpermcapacity

输出永久带用到的最大和最小空间

-compiler

输出JIT编译器编译过的方法、耗时信息

-printcompilation

输出已经被JIT编译的方法

 

jstat –class 20445 1 20

 

各项数据解释

Loaded：加载的类的个数。

Bytes：多字节加载。

Unloaded：卸载的类数。

Bytes：多字节的卸载。

Time：执行类加载和卸载操作的时间。

 

jstat –compiler 20445 1 20

 

各项数据解释

Compiled：执行的编译任务数。

Failed：失败的编译任务数。

Invalid：已失效的编译任务的数目。

Time：完成编译任务所花费的时间。

FailedType：上次失败编译的编译类型。

FailedMethod：上次失败编译的类名和方法。

 

jstat –gc 20445 100 10

 

各项数据解释

S0C：当前Survivor 空间0容量（KB）。

S1C：当前Survivor 空间1容量（KB）。

S0U：Survivor 空间0利用率（KB）。

S1U：Survivor 空间1利用率（KB）。

EC：当前Eden空间容量（KB）。

EU：Eden空间利用率（KB）。

OC：当前Old空间容量（KB）。

OU：Old空间利用率（KB）。

PC：当前Permanent空间容量（KB）。

PU：Permanent空间利用率（KB）。

YGC：Young 年轻一代GC事件数。

YGCT：Young 新生代垃圾收集时间。

FGC：全部GC事件的数目。

FGCT：完全垃圾收集时间。

GCT：垃圾收集总时间。

 

 

jstat –gccapacity 2540 100 5

 

各项数据解释

NGCMN：新生代最小容量（KB）。

NGCMX：新生代最大容量（KB）。

NGC：当前新生代容量（KB）。

S0C：当前Survivor 空间0容量（KB）。

S1C：当前Survivor 空间1容量（KB）。

EC：当前Eden空间容量（KB）。

OGCMN：Old老一代最小容量（KB）

OGCMX：Old老一代最大容量（KB）

OGC：当前Old老一代容量（KB）

OC：当前Old空间容量（KB）。

PGCMN：最小永久代容量

PGCMX：最大永久代容量

PGC：当前永久代容量

PC：当前永久代空间容量

YGC：年轻代GC事件数

FGC：全部GC事件数

 

jstat -gccause 2540 100 5

 

LGCC：上次GC发生的原因。

GCC：当前GC发生的原因。

 

Jstat -gcnew [线程id] [监控间隔时间] [监控打印次数]

 

S0C：

S1C：

S0U：

S1U：

TT：期限阈值。

MTT：最大期限阈值。

DSS：期望Survivor大小（KB）。

EC：当前Eden空间容量（KB）。

EU：Eden空间利用率（KB）。

YGC：Young 年轻一代GC事件数。

YGCT：Young 新生代垃圾收集时间。

 

Jstat -gcnewcapacity [线程id] [监控间隔时间] [监控打印次数]

 

NGCMN：

NGCMX：

NGC：

S0CMX：最大Survivor 0 空间容量

S0C：当前Survivor 0 空间容量

S1CMX：

S1C：

ECMX：最大Eden 空间容量

EC：

YGC：

FGC：

 

jstat -gcutil 2540 100 5

 

S0：Survivor 0 对于当前空间总容量的利用率百分比。

S1：Survivor 1对于当前空间总容量的利用率百分比。

E：Eden区的空间利用率百分比。

O：Old区的空间利用率百分比。

P：Permanent区的空间利用率百分比。

YGC：

YGCT：

FGC：

FGCT：

GCT：

 

 

 

三、jinfo（JVM configuration Info for Java）

Jinfo的作用是实时查看虚拟机的各项参数信息jps –v可以查看虚拟机在启动时被显式指定的参数信息，但是如果你想知道默认的一些参数信息呢？除了去查询对应的资料以外，jinfo就显得很重要了。

 

语法：jinfo [option] pid

Options

Function

no option

打印命令行标志和系统属性名称、值对。

-flag name

打印给定命令行标志的名称和值。

-flag [+|-]name

启用或禁用给定的布尔命令行标志。

-flag name=value

将给定的命令行标志设置为指定的值。

-flags

打印传递给JVM的命令行标志。对.

-sysprops

打印java系统属性名称值对。

-h

打印帮助信息

-help

打印帮助信息

 

 

四、jmap（JVM Memory Map for Java）

Jmap用于生成堆快照（heapdump）。当然我们有很多方法可以取到对应的dump信息，如我们通过JVM启动时加入启动参数 –XX:HeapDumpOnOutOfMemoryError参数，可以让JVM在出现内存溢出错误的时候自动生成dump文件，亦可以通过-XX:HeapDumpOnCtrlBreak参数，在运行时使用ctrl+break按键生成dump文件，当然我们也可以使用kill -3 pid的方式去恐吓JVM生成dump文件。Jmap的作用0久带的详细信息，如空间使用率、垃圾回收器等。其运行格式如下：

Jmap [option] vmip

Option的信息如下表所示

Option

Function

-dump

生成对应的dump信息，用法为-dump:[live,]format=b,file={fileName}

-finalizerinfo

显示在F-Queue中等待的Finalizer方法的对象（只在linux下生效）

-heap

显示堆的详细信息、垃圾回收器信息、参数配置、分代详情等

-histo

显示堆栈中的对象的统计信息，包含类、实例数量和合计容量

-permstat

以ClassLoder为统计口径显示永久带的内存状态

-F

当虚拟机对-dump无响应时可使用这个选项强制生成dump快照

示例：jmap -dump:format=b,file=yhj.dump 20445

 

（

①Jvm启动参数：

启动参数松散的聚合成三类：

行为参数（Behavioral Options）：用于改变jvm的一些基础行为；
性能调优（Performance Tuning）：用于jvm的性能调优；
调试参数（Debugging Options）：一般用于打开跟踪、打印、输出等jvm参数，用于显示jvm更加详细的信息；

 

行为参数：

参数及其默认值

描述

-XX:-DisableExplicitGC

禁止调用System.gc()；但jvm的gc仍然有效

-XX:+MaxFDLimit

最大化文件描述符的数量限制

-XX:+ScavengeBeforeFullGC

新生代GC优先于Full GC执行

-XX:+UseGCOverheadLimit

在抛出OOM之前限制jvm耗费在GC上的时间比例

-XX:-UseConcMarkSweepGC

对老生代采用并发标记交换算法进行GC

-XX:-UseParallelGC

启用并行GC

-XX:-UseParallelOldGC

对Full GC启用并行，当-XX:-UseParallelGC启用时该项自动启用

-XX:-UseSerialGC

启用串行GC

-XX:+UseThreadPriorities

启用本地线程优先级

上面表格中黑体的三个参数代表着jvm中GC执行的三种方式，即串行、并行、并发；
串行（SerialGC）是jvm的默认GC方式，一般适用于小型应用和单处理器，算法比较简单，GC效率也较高，但可能会给应用带来停顿；
并行（ParallelGC）是指GC运行时，对应用程序运行没有影响，GC和app两者的线程在并发执行，这样可以最大限度不影响app的运行；
并发（ConcMarkSweepGC）是指多个线程并发执行GC，一般适用于多处理器系统中，可以提高GC的效率，但算法复杂，系统消耗较大；

性能调优：

参数及其默认值

描述

-XX:LargePageSizeInBytes=4m

设置用于Java堆的大页面尺寸

-XX:MaxHeapFreeRatio=70

GC后java堆中空闲量占的最大比例

-XX:MaxNewSize=size

新生成对象能占用内存的最大值

-XX:MaxPermSize=64m

老生代对象能占用内存的最大值

-XX:MinHeapFreeRatio=40

GC后java堆中空闲量占的最小比例

-XX:NewRatio=2

新生代内存容量与老生代内存容量的比例

-XX:NewSize=2.125m

新生代对象生成时占用内存的默认值

-XX:ReservedCodeCacheSize=32m

保留代码占用的内存容量

-XX:ThreadStackSize=512

设置线程栈大小，若为0则使用系统默认值

-XX:+UseLargePages

使用大页面内存

我们在日常性能调优中基本上都会用到以上黑体的这几个属性； 

 

调试参数：

参数及其默认值

描述

-XX:-CITime

打印消耗在JIT编译的时间

-XX:ErrorFile=./hs_err_pid<pid>.log

保存错误日志或者数据到文件中

-XX:-ExtendedDTraceProbes

开启solaris特有的dtrace探针

-XX:HeapDumpPath=./java_pid<pid>.hprof

指定导出堆信息时的路径或文件名

-XX:-HeapDumpOnOutOfMemoryError

当首次遭遇OOM时导出此时堆中相关信息

-XX:OnError="<cmd args>;<cmd args>"

出现致命ERROR之后运行自定义命令

-XX:OnOutOfMemoryError="<cmd args>;<cmd args>"

当首次遭遇OOM时执行自定义命令

-XX:-PrintClassHistogram

遇到Ctrl-Break后打印类实例的柱状信息，与jmap -histo功能相同

-XX:-PrintConcurrentLocks

遇到Ctrl-Break后打印并发锁的相关信息，与jstack -l功能相同

-XX:-PrintCommandLineFlags

打印在命令行中出现过的标记

-XX:-PrintCompilation

当一个方法被编译时打印相关信息

-XX:-PrintGC

每次GC时打印相关信息

-XX:-PrintGC Details

每次GC时打印详细信息

-XX:-PrintGCTimeStamps

打印每次GC的时间戳

-XX:-TraceClassLoading

跟踪类的加载信息

-XX:-TraceClassLoadingPreorder

跟踪被引用到的所有类的加载信息

-XX:-TraceClassResolution

跟踪常量池

-XX:-TraceClassUnloading

跟踪类的卸载信息

-XX:-TraceLoaderConstraints

跟踪类加载器约束的相关信息

当系统出现问题的时候，又不能使用外部跟踪工具（比如JProfiler……）的情况下，以上的这些参数就会发挥重大作用了，比如dump堆信息、打印并发锁……

）

 

五、

jhat（JVM Heap Analysis Tool）

Jhat是用来分析dump文件的一个微型的HTTP/HTML服务器，它能将生成的dump文件生成在线的HTML文件，让我们可以通过浏览器进行查阅，然而实际中我们很少使用这个工具，因为一般服务器上设置的堆、栈内存都比较大，生成的dump也比较大，直接用jhat容易造成内存溢出，而是我们大部分会将对应的文件拷贝下来，通过其他可视化的工具进行分析。启用法如下：

Jhat {dump_file}

执行命令后，我们看到系统开始读取这段dump信息，当系统提示Server is ready的时候，用户可以通过在浏览器键入http://ip地址:7000进行查询。

我们可以看到刚才生成的dump文件有多大

 

 我们来生成以下看看！

jhat yhj.dump

 

 //……..

 

 然后我们启动浏览器查看

 

 我们可以看到，很详细的类信息都被抓了出来

 

 六、

jstack（JVM Stack Trace for java）

Jstack用于JVM当前时刻的线程快照，又称threaddump文件，它是JVM当前每一条线程正在执行的堆栈信息的集合。生成线程快照的主要目的是为了定位线程出现长时间停顿的原因，如线程死锁、死循环、请求外部时长过长导致线程停顿的原因。通过jstack我们就可以知道哪些进程在后台做些什么？在等待什么资源等！其运行格式如下：

Jstack [option] vmid

相关的option和function如下表所示

Option

Function

-F

当正常输出的请求不响应时强制输出线程堆栈

-l

除堆栈信息外，显示关于锁的附加信息

-m

显示native方法的堆栈信息

示例：jstack -l 20445

 

 从JDK1.5以后，java.lang.Thread类增加了一个getAllStackTraces()方法用于获取虚拟机中的StackTraceElement对象，使用这段代码我们可以通过很简单的代码获取对应JVM的信息，下面是一个简单的示例：

 

package com.yhj.monitor;

import java.util.Map;import java.util.Set;/**

 * @Described：线程监控器

 * @author YHJ create at 2012-3-26 下午05:20:18

 * @FileNmae com.yhj.monitor.Threadmonitor.java

 */public class Threadmonitor {

 

    public static void main(String[] args) {

       Map<Thread, StackTraceElement[]> map = Thread.getAllStackTraces();

       Set<Thread> set = map.keySet();

       for(Thread thread : set){

           System.out.println("检测到线程["+thread.getId()+":"+thread.getName()+"],线程详细信息：");

           for(StackTraceElement trace:map.get(thread)){

              System.out.println(trace);

           }

       }

    }

}

 

一次运行结果如下：

 

 如果我们把这个写入一个

web工程的一个监控页面上，一个小的监控线程的程序就有了， ！

介绍了前面几个命令，大家也许还在担心如何记住这么多详细的参数，其实JDK为我们提供了更为强大的GUI的监控工具，囊括了上面所有的监控工具的功能，同时还增加了很多工具方便我们的故障分析与性能监控！

从JDK1.5开始，JDK加入了可视化监控工具Jconsole，而从JDK1.6u7以后加了了多功能于一体的可视化监控工具VisualVM。下面我们来逐一看一下！

一、JConsole（JVM Monitoring and management console）

在JDK的bin目录下，我们很容易找到jconsole.exe这个程序，双击即可启动！

 

 这款工具既可以实现本地监控，亦可以实现远程监控

.

启动后界面如图所示：

 

 我们可以清楚的查看对应的CPu、内存、类和一起其他的详细信息。

在内存的tab页面，我们可以看到内存的变化。

 

 在线程tab，我们可以追踪对应线程的变化情况

 

 我们来监控一段代码：

 

package com.yhj.monitor;/**

 * @Described：死锁演示

 * @author YHJ create at 2012-3-26 下午05:46:36

 * @FileNmae com.yhj.monitor.Deadlock.java

 */public class Deadlockimplements Runnable{

    private int a;

    private int b;

    public Deadlock(int a,int b) {

       super();

       this.a = a;

       this.b = b;

    }

    @Override

    public void run() {

       synchronized (Integer.valueOf(a)) {

           synchronized (Integer.valueOf(b)) {

              System.out.println("a+b="+(a+b));

           }

       }

    }

    public static void main(String[] args) {

       for(int i = 0; i < 1000; ++i){

           new Thread(new Deadlock(1, 2)).start();

           new Thread(new Deadlock(2, 1)).start();

       }

    }

}

 

这段代码执行一段时间你会发现他不动了，如下图所示：

 

 我们使用Jconsole的线程tab，下面有一个检测死锁的按钮，点击一下

 

 

 

Jconsole很清楚的告诉我们发生了死锁，如上图所示。并且明确的告诉我们死锁线程每个线程都在干什么？什么资源导致了死锁的发生，很精确。

很多人还在迷惑，上段代码怎么可能发生死锁的？每个线程独享一个a和一个b，互不相干，怎么可能发生死锁呢？

其实发生死锁的原因是我们调用了Integer.valueOf()方法，这个方法是基于减少创建对象次数和节省内存设计的，出于这个的考虑，在[-128~127]之间的数字会被缓存掉，也就是我们循环中传输了那么多的1和2其实就返回的2个，当某个对象持有1，而另外一个对象持有2的时候，第一个等待2的释放，而第二个等待1的释放，因此就发生了死锁。其实这个程序的循环也是不需要的，2个线程就可能引发死锁，但是程序执行太快，概率太小，加一个1000次的循环就是为了增大这种概率。

二、VisualVM

VisualVM被成为是more in one的工具集，它可以实现以下功能点：

1、  显示虚拟机的进程以及进程的配置信息和环境信息(jps、jinfo)

2、  监视应用程序的CPU、内存、堆、方法区和线程信息(jstat、jstack)

3、  Dump以及分析dump的功能(jmap、jhat)

4、  离线程序快照：离线dump分析

5、  方法运行性能分析，找出调用最多，运行最长的方法块

6、  Plugings动态扩展功能

VisualVM因为是基于netBean开发，因此天生就具有plug大量扩展的能力，我们可以通过他的插件页面轻松安装所需要的插件！

启用VisualVM工具会很醒目的告诉我们检测到一个死锁，而不需要我们在Jconsole下手动启用检测。如下图所示：

 

 VisualVM

的插件安装图示如下图所示：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 在VisualVM中有一个开源的，强大的插件，叫做BTrace。这是一个很有意思的插件，假设这么一种场景，某天你的程序突然出现了某个差错，但是有没有写日志，怎么办呢？BTrace就可以通过简单的代码注入，在你不重启服务器的情况下动态加入相关的日志语句。相关示例请参见官方DEMO：https://hg.kenai.com/hg/btrace~hg/file/d31d25ebd48b/samples。