JVM性能优化工具及问题排查

jvm性能优化工具

jdk提供给我们了很实用的工具来分析JVM的状态，线程以及配置，这些工具包含于jdk中，并且以java实现，是JVM性能优化必不可少的工具集，这些工具都在$JAVA_HOME/bin下

jps、jinfo、jstack、jmap、jstat基本使用

先说下各个命令的作用

• **jps **： 查看虚拟机进程工具
• jinfo：查看虚拟机配置工具，需要进程id
• jstack：虚拟机线程快照工具 ，可以用来排查死锁，或线程长时间停滞的问题
• jmap：虚拟机堆快照工具，生成dump文件，用来与MAT工具混合使用
• jstat ：收集虚拟机各方面运行数据

jps（jvm process status tool）

jps [options] [hostid]

配置作用-q忽略主类的名称，只输出pid-m输出启动类main函数的参数-l输出主类名,如果进程执行的为jar，则输出jar路径-v输出具体进程启动时jvm参数

如不指定hostid，则默认当前主机，常用方式 jps -ml | jps -lv

jinfo ( configuration info for java )

• jinfo pid : 显示jvm系统属性与vm参数信息
• jinfo -flags pid : 显示jvm vm参数信息,如最大最小堆，默认堆，垃圾收集器参数
• jinfo -sysprops pid : 显示jvm系统属性
• jinfo -flag xxx pid : 显示特定vm参数值 jinfo -flag MaxHeapSize pid 输出pid的最大堆内存

jstack ( stack trace for java )

jstack [options]  pid

配置项****作用
-f
当正常输出请求不被响应时，强制输出线程栈堆，当Java进程负载较高的时候，可以加上该参数，强制dump线程快照-l除线程栈堆外，显示关于锁的附加信息-m如果调用本地方法的话，可以显示c/c++的栈堆

jmap（memory map for java ）

jmap [option] pid

配置项****作用-heap 查看当前jvm heapdump与垃圾收集器的使用情况
-dump:format=b,file=filename.hprof pid
转储堆快照，生成hprof文件到指定路径-histo pid 列出当前heap中对象状况，附字节码与java对象映射表

Heap Configuration:                                    #堆配置情况，也就是JVM参数配置的结果
   MinHeapFreeRatio         = 0                        #最小堆使用比例
   MaxHeapFreeRatio         = 100                      #最大堆可用比例
   MaxHeapSize              = 8522825728 (8128.0MB)    #最大堆空间大小
   NewSize                  = 177209344 (169.0MB)      #新生代分配大小
   MaxNewSize               = 2840592384 (2709.0MB)    #最大可新生代分配大小
   OldSize                  = 355467264 (339.0MB)      #老年代大小
   NewRatio                 = 2                        #新生代比例
   SurvivorRatio            = 8                        #新生代与suvivor的比例
   MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB)   #元空间大小
   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)    #压缩类空间大小
   MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB        #最大元空间大小
   G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB)                #G1的region大小

Heap Usage:                                            #堆使用情况
PS Young Generation                                    #新生代（Eden区 + survior（from + to）区）
Eden Space:                                            #Eden区
   capacity = 1928855552 (1839.5MB)                    #Eden区容量
   used     = 267720912 (255.3185577392578MB)          #已经使用大小
   free     = 1661134640 (1584.1814422607422MB)        #剩余容量
   13.87978025220211% used                             #使用比例
From Space:                                            #survior0区
   capacity = 66060288 (63.0MB)                        #survior0区容量
   used     = 0 (0.0MB)                                #survior0已经使用大小
   free     = 66060288 (63.0MB)                        #survior0剩余容量
   0.0% used                                           #survior0使用比例
To Space:                                              #survior1区
   capacity = 85983232 (82.0MB)                        #survior1区容量
   used     = 0 (0.0MB)                                #survior1已经使用大小
   free     = 85983232 (82.0MB)                        #survior1剩余容量
   0.0% used                                           #survior1使用比例
PS Old Generation                                      #老年代使用情况
   capacity = 695730176 (663.5MB)                      #老年代容量
   used     = 207137472 (197.54168701171875MB)         #老年代已使用大小
   free     = 488592704 (465.95831298828125MB)         #老年代剩余大小
   29.77267324969386% used                             #老年代使用比例

**jmap -histo:live pid ** 显示堆中对象的统计信息，如果指定了live子选项，则只计算活动的对象

jmap -dump:format=b,file=heapdump.hprof pid，dump当前内存快照，以hprof二进制格式转储Java堆到指定filename的文件中，live子选项是可选的

可以通过MT工具或者jdk自带的jvisualvm装载dump文件分析问题，

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError配置这玩意之后，oom的时候会自动dump的，到时候拿快照分析一波就好了

jstat ( jvm statistics monitoring tool)

jstat -< option > [-t] [-h] pid [< interval > [< count >]]

• -t 参数可以在输出信息前面加上一个 Timestamp 列，显示程序运行的时间
• -h 参数可以周期数据输出时，输出多少行后，跟着输出一个表头信息
• interval 表示循环时间间隔,默认单位为ms，可以在直接使用s/ms指定单位，如 60ms/1s， count 表示输出几次 ，下面是查询每10s 查询20次gc情况

jstat gc pid 10s 20  

**配置项 **作用-class监视类装载、卸载数量、总空间以及类装载所耗费的时间-gc监视Java堆，包括Eden区、两survivor区、老年代、永久代等的容量、已用空间、GC时间合计等-gccapacity与-gc基本相同，但关注点为Java堆各个区域使用到的最大、最小空间-gcutil 与-gc基本相同，但关注点为Java堆各个区域已使用空间占总空间的百分比-gccause与-gcutil功能相同，但会额外输出导致上一次GC产生的原因-gcnew 监控新生代GC情况-gcnewcapacity与-gcnew基本相同，但关注最大，最小空间-gcold 监控老年代GC情况gcoldcapacity 与-gcold基本相同，但关注最大，最小空间-compiler 输出被JIT编译过的方法、耗时等信息-printcomplilation输出已经被JIT编译的方法

查询gc情况 jstat -gc pid ，属性含义后缀是C代表容量，后缀是U代表已使用，后缀是T代表的是时间（秒）

属性****含义S0C 新生代survivor0容量S1C 新生代survivor1容量S0U新生代survivor0已使用大小S1U新生代survivor1已使用大小EC 新生代eden区容量OC 老年代容量OU老年代已使用大小MC元数据容量即方法区容量MU元数据已使用空间CCSC 压缩类空间大小CCSU压缩类空间使用大小YGC 新生代gc次数(young gc)YGCT新生代gc时间(s)FGC老生代gc次数(full gc)GCT总的gc时间，包括young gc和full gc

jstat -gccapacity pid 查看各空间容量

属性****含义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 survivor0大小S1Csurvivor1大小EC Eden区大小OGCMN老年代最小容量OGCMX老年代最大容量OGC当前老年代大小MCMN 元数据最小容量MCMX元数据最大容量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

可视化工具jvisualvm和jconsole控制台

这两种方式都能可视化监控java程序的运行状态，不过VisualVm界面更美观，数据更实时，所以推荐使用VisUalVm

jvisualvm

命令行窗口输入jvisualvm，即可打开visualvm，可以查看本地java进程和远程java进程，支持导入dump文件

jconsole

命令行窗口输入jconsole，打开jconsole工具，可以查看java程序线程，内存、堆等信息

JVM问题排查步骤

1、top命令找到占用线程最高的进程

top

2、进入线程模式查找过高的线程pid

top -Hp  获取占用cpu过高的线程pid（1）中的pid

3、线程pid转换为十六进制

printf "%x\n" 占用最高的线程pid （2）中的pid

4、使用命令jstack pid| grep 0x16进制pid -A30 找到占用cpu资源过高的代码

因为我这是tomcat进程，所以没有定位到代码 ，正常情况会定位到代码栈信息，就可以定位问题啦

除去上述4个步骤、也可以这样排查：

设置打印gc日志参数**-XX:+PrintGCDetails -Xloggc:/data/jvm/gc.log**，然后去在线的gceasy网站，上传日志分析结果；官网：https://gceasy.io/