💠

1. JVM 监控&诊断
1. JVMTI
1. JDK自带工具
- 3.1. java
  - 3.1.1. 环境变量的使用
- 3.2. jps
- 3.3. jstat
- 3.4. jinfo
- 3.5. jmap
- 3.6. jhat
  - 3.6.1. OQL
  - 3.6.2. HPROF
- 3.7. jstack
  - 3.7.1. 实现原理
- 3.8. jcmd
- 3.9. jhsdb
1. 终端类工具
- 4.1. Arthas
- 4.2. async-profiler
1. jvm-sandbox
1. 图形化工具
- 6.1. JProfiler
- 6.2. YourKit
- 6.3. Visualvm
- 6.4. MAT
- 6.5. JMC
- 6.6. IBM Heap Analyzer
- 6.7. IntelliJ IDEA

💠 2024-11-18 14:31:55

JVM 监控&诊断

命令行终端

标准终端类：jps、jinfo、jstat、jstack、jmap
功能整合类：jcmd、vjtools、arthas、greys

可视化界面

简易：JConsole、JVisualvm、HA、GCHisto、GCViewer
进阶：MAT、JProfiler

命令行推荐 arthas ，可视化界面推荐 JProfiler
此外还有一些在线的平台 gceasy、heaphero、fastthread 。

jvm-tools

JVMTI

JVM Tool Interface

JDK自带工具

都是jdk的bin目录下的工具，注意使用时要和目标JVM同一个JDK版本，以及同一个用户。

java

使用方式：

执行类： java [-options] class [args...]
执行包： java [-options] -jar jarfile [args...] 或 java -jar [-options] jarfile [args...]

注意这些Java options都不会生效。 java -jar jarfile [-options] [args...]
java -jar jarfile [args...] [-options]

环境变量的使用

What is the java -D command-line option good for?

传入 java -Dkey=true -jar xxx.jar
- -D 参数要在 -jar 之前
获取 System.getProperty("key", "defaultvalue");

jps

主要用来输出JVM中运行的进程状态信息

option:
- -q 忽略输出的类名、Jar名以及传递给main方法的参数，只输出pid。
- -m 输出传递给main方法的参数，如果是内嵌的JVM则输出为null。
- -l 输出应用程序主类的完整包名，或者是应用程序JAR文件的完整路径。
- -v 输出传给JVM的参数。
- -V 输出通过标记的文件传递给JVM的参数（.hotspotrc文件，或者是通过参数-XX:Flags=指定的文件）

jstat

Oracle Doc： jstat

option:
- -class 类加载情况
- -compiler 编译统计
- -printcompilation JVM编译方法统计
- 查看内存相关指标
  - -gcutil 总gc统计情况
  - -gc gc统计情况
  - -gccapacity 堆内存空间
  - -gcnew 和 -gcnewcapacity 新生代gc和内存统计
  - -gcold 和 -gcoldcapacity 老年代gc和内存统计
  - -gcpermcapacity JDK7 永久代
  - -gcmetacapacity JDK8 元空间
- -t 在第一列输出时间戳(s)。该时间戳从jvm启动后开始计时
- -h3 每隔N行输出一次列表头
- $PID 进程号
- interval 输出间隔时间，单位毫秒
- count 输出次数

CSDN: jstat

Demo:

jstat -gcutil -t -h5 7919 1000 50

jinfo

观察运行中的 java 进程的运行环境参数：参数包括 Java System 属性和 JVM 命令行参数

Demo:

jinfo 14352
jinfo -sysprops 14352
查看JVM参数 jinfo -flags 14352
- jinfo -flag MaxPermSize 14352

jmap

用来查看堆内存使用状况

Demo:

jmap -histo $PID 展示实例和占用内存情况
- jmap -histo:live $PID 展示存活实例情况 注意会触发FullGC
jmap -heap $PID 展示Java堆的各内存区域大小及占用情况
jmap -dump:live,format=b,file=heapLive.hprof $PID dump下存活对象 注意会触发FullGC
- jmap -dump:format=b,file=heapLive.hprof $PID dump所有对象
- 失败时可以尝试 -F 参数，强制dump，但此时的dump文件不一定是完整可打开的。
- 提示attach失败时可修改 echo 0 > /proc/sys/kernel/yama/ptrace_scope jmap依赖ptrace实现，此选项放开ptrace仅支持父进程执行的限制

jhat

Java Head Analyse Tool Oracle: jhat

用于分析 jmap 转储出来的堆文件, 分析完后启动一个WebServer，浏览器打开 127.0.0.1:7000 查看

参数

-J-mx2g 设置最大内存2g
-J-d64 64位模式
-port 端口

使用

网页
- 首页所有类，点击可查看类的实例列表
- 底部 Other Queries 包含： histo，OQL查询，类实例查看功能
比较多个dump jhat -baseline snapshot_1.hprof snapshot_2.hprof 1，2文件是先后dump产生的
- 在底部的类实例Show instance counts 中能看到多了一列例如 instances (111060 new) of class
OQL查询
- OQL使用手册

OQL

1
2
3


 select <JavaScript expression to select>
         [ from [instanceof] <class name> <identifier>
         [ where <JavaScript boolean expression to filter> ] ]

HPROF

HPROF: A Heap/CPU Profiling Tool
heapdumpstamp获取hprof创建时间戳

jstack

jstack [option] pid 主要用来查看某个Java进程内的线程堆栈信息

Option:
- -F: 强制产生一个线程dump
  - 注意此方式得到的dump缺失很多信息，只有线程栈和操作系统线程id，没有线程名，线程cid，锁等信息
  - 而且相对于没有-F的方式，实现原理完全不一样，见下文链接
- -m: 打印java和native frames
- -l: 打印关于锁的附加信息
- -J-d64: 64位模式

找出占用CPU最高的线程: 封装的Shell active_cpu_thread

jps 或者 ps aux | grep xxx 得到对应Java进程id
top -Hp 进程id 查看 time 占用最长或者 CPU占用最高的线程id
printf %x 线程id 得到 16进制线程id
jstack 进程id | grep -A 20 16进制线程id 查看该线程的栈,进而分析到代码

How to Analyze Java Thread Dumps分析工具和思路
OpenJDK11 jstack output explanation
How to Analyze Java Thread Dumps

扩展：通过短时间内多次获取stack分析出活锁，死循环，死锁等问题点，但是通常这类问题只能通过修复并重启解决

实现原理

Jstack 源码分析

jmap -F and jstack -Fjmap和jstack 默认及加-F选项背后实现机制及优缺点

jcmd

jcmd [pid | main-class] command… | PerfCounter.print | -f filename Oracle jcmd doc

jcmd 列出所有可操作的JVM进程
-f filename 执行文件内的命令

command

Compiler
- Compiler.codecache
- Compiler.queue

GC GC信息，触发GC，堆信息

命令	说明
GC.run	触发一次Full GC
GC.heap_info	查看堆使用统计
GC.class_histogram -all	类实例统计
GC.heap_dump -all filename	创建所有对象的dump
GC.finalizer_info	finalization 队列信息

参数 -all 全部对象，如果去除该参数，将触发Full GC来找到所有存活对象

JFR
- JFR.start 会输出提示信息
- JFR.stop name=1 filename=now.jfr （name参数从start执行后的提示信息中获取）
JVMTI
ManagementAgent
System
Thread
VM
- VM.command_line
- VM.version
- VM.uptime [-date]
- VM.system_properties
Memory
- VM.native_memory

jhsdb

jdk9 jhsdb | Oracle jhsdb

JDK9之前通过是Jar方式启动 HSDB CLHSDB。部分功能有被jmap等命令封装例如 jmap -heap

java -cp .:sa-jdi.jar sun.jvm.hotspot.CLHSDB HSDB需要和目标JVM同一个版本
- help 查看帮助
- jseval 执行javascript
- attach：连接到目标进程戒core
- universe：查看Java heap的情况
- inspect：查看某个地址对应的数据结构的内容
- scanoops：扫描某个地址段的Java对象

jstack jmap jinfo jsnap 等命令功能的迁移和加强

例如

jmap -heap pid => jhsdb jmap --heap --pid pid

终端类工具

Arthas

Github: Arthas阿里巴巴

async-profiler

async-profilerCPU和内存采样渲染火焰图

jvm-sandbox

jvm-sandbox

JVM SandBox 的技术原理与应用分析

vjtools唯品会
github.com/dingjs/javaagent

图形化工具

Heap Dump Analysers
Java Monitoring ToolsProfile APM log 等多个解决思路

JProfiler

Official Site收费

OOM 踩坑日记

YourKit

YourKit Java Profiler收费

Visualvm

Github:visualvm
visualgc plugin

参考: java内存泄漏的定位与分析使用 VisualVM 进行性能分析及调优
 参考: JVisualVM简介与内存泄漏实战分析

Local
Remote
- 通常使用两种方式连接远程JVM: JMX jstatd
- jmx
  - JMX
- jstatd
  1. vim jstatd.all.policy
    1 2 3 4
    
    grant codebase "file:${java.home}/../lib/tools.jar" { permission java.security.AllPermission; };
  2. jstatd -J-Djava.security.policy=jstatd.all.policy -p 12028 -J-Djava.rmi.server.logCalls=true
  3. open jvisualvm create a remote with jstatd by above port 12028

提高效率的使用场景

可以使用 Profiler 下的JDBC，操作业务流程，获取所有执行的SQL，用来做索引优化，或排查问题
- 注意可能不准确，需要对监控到的SQL有质疑的想法
  - 真实案例：监控到对MySQL执行的某条SQL为 xxx in ('NULL', 2, 4). 应用写法不规范未过滤集合中的null值就拼接进了条件
  - 实际上MySQL驱动执行的SQL是 xxx in (NULL, 2, 4) 这会导致此子句永远是false，详见 MySQL 条件操作符
  - Clone Visualvm的代码后通过GUI找功能实现，发现可疑方法 org.graalvm.visualvm.lib.jfluid.results.jdbc.SQLStatement#getFullSql
  - 通过arthas watch该方法的返回后，确认是这个方法的问题，
  - 结论为：基于 PreparedStatement 得到执行SQL的实现方式和MySQL驱动的不一样。

MAT

Memory Analyzer tool(MAT) | Official Site | download

参考: JAVA Shallow heap & Retained heap
参考: 利用MAT分析JVM内存问题，从入门到精通
 Official Doc: OQL Syntax

注意: 有这样的一种场景, 从数据库获取大量的数据创建为对象, 导致瞬间的OOM 这时候即使使用 jmap 去 dump 了快照, 也看不到占用大量内存的对象, 因为MAT默认展示的是GC可达对象，需要在菜单选择看不可达对象

分析思路：

对象: histogram, Top ,
线程:
类加载器： histogram -> basic -> merge classloader
不可达对象：

mat用小内存解析超大堆快照的可行方法

利用安装目录下的 ParseHeapDump.sh 命令行解析 dump的 hprof文件全部解析： ParseHeapDump.sh ~/Downloads/java_pidxxx.hprof org.eclipse.mat.api:suspects org.eclipse.mat.api:overview org.eclipse.mat.api:top_components

ParseHeapDump.sh ~/Downloads/java_pidxxx.hprof org.eclipse.mat.api:suspects
ParseHeapDump.sh ~/Downloads/java_pidxxx.hprof org.eclipse.mat.api:overview
ParseHeapDump.sh ~/Downloads/java_pidxxx.hprof org.eclipse.mat.api:top_components

并且可以发现结果文件为html，可以挂载到nginx等web服务器共享结果

比较多个dump文件

MAT比较多个heap dump文件

JMC

Java Mission Control

通过JMX连接目标JVM 实时监控应用指标
通过对运行中的JVM进行飞行记录Flight Recorder, 分析指定时间内代码的可优化点，指标值变化情况

指标值包括：JVM的内存，CPU，GC，线程，类加载，网络和文件IO；宿主机的CPU、内存等指标，联合做参考

目标JVM开启远程访问JMX 注意JDK6后就默认开启了进程访问JMX
JMC 9自身需要JDK17以上运行，可以监控JDK 7u40及往后的版本

实践场景

JFR分析某个业务场景的性能问题
- 启动应用，启动JMC，JMC连接到业务JVM后，开启一段时间的JFR，然后直接操作业务逻辑，JFR结束后可以看到

IBM Heap Analyzer

Official Site

IntelliJ IDEA

Analyze the memory snapshot

Contents

JVM 监控&诊断

JVMTI

JDK自带工具

java

环境变量的使用

jps

jstat

jinfo

jmap

jhat

OQL

HPROF

jstack

实现原理

jcmd

jhsdb

终端类工具

Arthas

async-profiler

jvm-sandbox

图形化工具

JProfiler

YourKit

Visualvm

MAT

JMC

IBM Heap Analyzer

IntelliJ IDEA