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Java虚拟机10 - JVM工具之jps、jinfo、jstat、jmap及jhat

作者 / LennonChin 发布于 / 2015-07-19

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简介：Java开发工具包中提供了众多的虚拟机工具可供开发者使用。

1. jps

jps（JVM Process Status Tool）可以列出正在运行的虚拟机进程，并显示虚拟机执行主类（Main Class，main()方法所在的类）名称以及这些进程的本地虚拟机唯一ID（Local Virtual Machine Identifier,LVMID）。虽然功能比较单一，但它是使用频率最高的JDK命令行工具，因为其他的JDK工具大多需要输入它查询到的LVMID来确定要监控的是哪一个虚拟机进程。对于本地虚拟机进程来说，LVMID与操作系统的进程ID（Process Identifier，PID）是一致的，使用Windows的任务管理器或者UNIX的ps命令也可以查询到虚拟机进程的LVMID，但如果同时启动了多个虚拟机进程，无法根据进程名称定位时，那就只能依赖jps命令显示主类的功能才能区分了。

注：Oracle官方提供的jps命令的参考文档地址为https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jstat.html

1.1. jps命令格式

jps命令格式为如下：

  • ubuntu@s100:~$ jps -help 

  • usage: jps [-help]

  •        jps [-q] [-mlvV] [<hostid>]

各类参数的意义如下：

选项 作用
-q 只输出LVMID，省略主类的名称
-m 输出虚拟机进程启动时传递给主类main()方法的参数
-l 输出主类的全名，如果进程执行的是Jar包，输出Jar包路径
-v 输出虚拟机进程启动时的JVM参数

1.2. jps使用演示

下面展示了jps各类参数的不同输出：

  • ubuntu@s100:~$ jps -q

  • 8037

  • 2281

  • ubuntu@s100:~$ jps -m

  • 2281 Bootstrap start

  • 8047 Jps -m

  • ubuntu@s100:~$ jps -l

  • 8057 sun.tools.jps.Jps

  • 2281 org.apache.catalina.startup.Bootstrap

  • ubuntu@s100:~$ jps -v

  • 8067 Jps -Dapplication.home=/soft/jdk1.8.0_65 -Xms8m

  • 2281 Bootstrap -Djava.util.logging.config.file=/soft/tomcat/conf/logging.properties -Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLoaderLogManager -Djdk.tls.ephemeralDHKeySize=2048 -Dignore.endorsed.dirs= -Dcatalina.base=/soft/tomcat -Dcatalina.home=/soft/tomcat -Djava.io.tmpdir=/soft/tomcat/temp

2. jinfo

jinfo（Configuration Info for Java）的作用是实时地查看和调整虚拟机各项参数。使用jps命令的-v参数可以查看虚拟机启动时显式指定的参数列表，但如果想知道未被显式指定的参数的系统默认值，除了去找资料外，就只能使用jinfo的-flag选项进行查询了（如果只限于JDK 1.6或以上版本的话，使用java -XX:+PrintFlagsFinal查看参数默认值也是一个很好的选择），jinfo还可以使用-sysprops选项把虚拟机进程的System.getProperties()的内容打印出来。这个命令在JDK 1.5时期已经随着Linux版的JDK发布，当时只提供了信息查询的功能，JDK 1.6之后，jinfo在Windows和Linux平台都有提供，并且加入了运行期修改参数的能力，可以使用-flag[+|-]name或者-flag name=value修改一部分运行期可写的虚拟机参数值。JDK 1.6中，jinfo对于Windows平台功能仍然有较大限制，只提供了最基本的-flag选项。

注：Oracle官方提供的jinfo命令的参考文档地址为https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jstat.html

2.1. jinfo命令格式

jinfo命令格式为如下：

  • ubuntu@s100:~$ jinfo

  • Usage:

  •     jinfo [option] <pid>

  •         (to connect to running process)

  •     jinfo [option] <executable <core>

  •         (to connect to a core file)

  •     jinfo [option] [server_id@]<remote server IP or hostname>

  •         (to connect to remote debug server)

  • 

  • where <option> is one of:

  •     -flag <name>         to print the value of the named VM flag

  •     -flag [+|-]<name>    to enable or disable the named VM flag

  •     -flag <name>=<value> to set the named VM flag to the given value

  •     -flags               to print VM flags

  •     -sysprops            to print Java system properties

  •     <no option>          to print both of the above

  •     -h | -help           to print this help message

各类参数的意义如下：

选项 作用
-flag 后跟参数名，用于打印参数值，或者设置某个参数值
-sysprops 打印System.getProperties()的内容

2.2. jinfo使用演示

  • $ > jinfo -flags 2168

  • Attaching to process ID 2168, please wait...

  • Debugger attached successfully.

  • Server compiler detected.

  • JVM version is 25.144-b01

  • Non-default VM flags: -XX:CICompilerCount=4 -XX:InitialHeapSize=268435456 -XX:MaxHeapSize=4284481536 -XX:MaxNewSize=1428160512 -XX:MinHeapDeltaBytes=524288 -XX:NewSize=89128960 -XX:OldSize=179306496 -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:+UseFastUnorderedTimeStamps -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelGC

  • Command line:  -Djava.util.logging.config.file=C:\Java\apache-tomcat-7.0.52\conf\logging.properties -Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLoaderLogManager -Djava.endorsed.dirs=C:\Java\apache-tomcat-7.0.52\endorsed -Dcatalina.base=C:\Java\apache-tomcat-7.0.52 -Dcatalina.home=C:\Java\apache-tomcat-7.0.52 -Djava.io.tmpdir=C:\Java\apache-tomcat-7.0.52\temp

3. jstat

jstat（JVM Statistics Monitoring Tool）是用于监视虚拟机各种运行状态信息的命令行工具。它可以显示本地或者远程[1]虚拟机进程中的类装载、内存、垃圾收集、JIT编译等运行数据，在没有GUI图形界面，只提供了纯文本控制台环境的服务器上，它将是运行期定位虚拟机性能问题的首选工具。

注：Oracle官方提供的jstat命令的参考文档地址为https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jstat.html

3.1. jstat命令格式

jstat命令格式为如下：

  • ubuntu@s100:~$ jstat

  • invalid argument count

  • Usage: jstat -help|-options

  •        jstat -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval> [<count>]]

其中-<option>可以是以下选项：

选项 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堆状况，包括Eden区、两个survivor区、老年代、永久代等的容量、已用空间、GC时间合计等信息
-gccapaclty 监视内容与-gc基本相同，但输出主要关注Java堆各个区域使用到的最大、最小空间
-gcutil 监视内容与-gc基本相同，但输出主要关注已使用空间占总空间的百分比
-gccause 与-gcutil功能一样，但是会额外输出导致上一次GC产生的原因
-gcnew 监视新生代GC状况
-genewcapaclty 监视内容与-gcnew基本相同，输出主要关注使用到的最大、最小空间
-gcold 监视老年代GC状况
-geoldcapacity 监视内容与-gcold基本相同，输出主要关注使用到的最大、最小空间
-gepermcapaclty 输出永久代使用到的最大、最小空司
-compiler 输出JIT编译器编译过的方法、耗时等信息
-printcompilation 输出已经被JIT编译的方法

对于命令格式中的VMID与LVMID需要特别说明一下：如果是本地虚拟机进程，VMID与LVMID是一致的，如果是远程虚拟机进程，那VMID的格式应当是：

  • [protocol:][//]lvmid[@hostname[:port]/servername]

注：当使用jstat来监视远程虚拟机进程时，需要远程主机提供RMI支持，Sun提供的jstatd工具可以很方便地建立远程RMI服务器。

3.2. jstat使用演示

以JDK 1.8环境为例，这里介绍几个常用的参数。

使用-gc参数来查看Java堆各个区域的垃圾回收状况，例如查看Tomcat的Java堆状况：

  • ubuntu@s100:~$ jps

  • 3300 Jps

  • 2281 Bootstrap

  • ubuntu@s100:~$ jstat -gc 2281

  •  S0C    S1C    S0U    S1U      EC       EU        OC         OU       MC     MU    CCSC   CCSU   YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   

  • 2112.0 2112.0 698.7   0.0   16896.0   5404.1   42368.0    17341.5   16768.0 16113.4 1920.0 1762.4      6    0.132   0      0.000    0.132

打印内容会反馈给我们列信息，这些列的含义如下：

  • S0C、S1C、S0U、S1U：Survivor0和Survivor1区的总量和使用量。
  • EC、EU：Eden区的总量和使用量。
  • OC、OU：Old区的总量和使用量。
  • MC、MU：Metaspace区总量和使用量。
  • CCSC、CCSU：压缩类空间总量和使用量。
  • YGC、YGCT：Young GC的次数和时间。
  • FGC、FGCT：Full GC的次数和时间。
  • GCT：总的GC时间。

在命令格式中，参数interval和count代表查询间隔和次数，如果省略这两个参数，说明只查询一次。假设需要每250毫秒查询一次进程2281垃圾收集状况，一共查询20次，那命令应当是：

  • ubuntu@s100:~$ jstat -gc 2281 250 20

  •  S0C    S1C    S0U    S1U      EC       EU        OC         OU       MC     MU    CCSC   CCSU   YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   

  • 2112.0 2112.0 698.7   0.0   16896.0  10058.8   42368.0    17341.5   16768.0 16113.4 1920.0 1762.4      6    0.132   0      0.000    0.132

  • 2112.0 2112.0 698.7   0.0   16896.0  10058.8   42368.0    17341.5   16768.0 16113.4 1920.0 1762.4      6    0.132   0      0.000    0.132

  • 2112.0 2112.0 698.7   0.0   16896.0  10058.8   42368.0    17341.5   16768.0 16113.4 1920.0 1762.4      6    0.132   0      0.000    0.132

  • 2112.0 2112.0 698.7   0.0   16896.0  10058.8   42368.0    17341.5   16768.0 16113.4 1920.0 1762.4      6    0.132   0      0.000    0.132

  • 2112.0 2112.0 698.7   0.0   16896.0  10058.8   42368.0    17341.5   16768.0 16113.4 1920.0 1762.4      6    0.132   0      0.000    0.132

  • ...

-gccapacity参数可以看查看Java堆各个区域的内存状况：

  • ubuntu@s100:~$ jstat -gccapacity 2281

  •  NGCMN    NGCMX     NGC     S0C   S1C       EC      OGCMN      OGCMX       OGC         OC       MCMN     MCMX      MC     CCSMN    CCSMX     CCSC    YGC    FGC 

  •  21120.0 336512.0  21120.0 2112.0 2112.0  16896.0    42368.0   673152.0    42368.0    42368.0      0.0 1064960.0  16768.0      0.0 1048576.0   1920.0      6     0

列的含义如下：

  • NGCMN：新生代使用到的最小内存大小（kB）。
  • NGCMX：新生代使用到的最大内存大小（kB）。
  • NGC：当前新生代使用到的内存大小（kB）。
  • S0C：当前Survivor0区使用到的内存大小（kB）。
  • S1C：当前Survivor1区使用到的内存大小（kB）。
  • EC：当前Eden区使用到的内存大小（kB）。
  • OGCMN：老年代使用到的最小内存大小（kB）。
  • OGCMX：老年代使用到的最小内存大小（kB）。
  • OGC：当前老年代使用到的内存大小（kB）。
  • OC：当前Old区使用到的内存大小（kB）。
  • MCMN：Metaspace区使用到的最小内存大小（kB）。
  • MCMX：Metaspace区使用到的最大内存大小（kB）。
  • MC：当前Metaspace区使用到的内存大小（kB）。
  • CCSMN：压缩类空间使用到的最小内存大小（kB）。
  • CCSMX：压缩类空间使用到的最大内存大小（kB）。
  • CCSC：当前压缩类空间使用到的内存大小（kB）。
  • YGC：Young GC发生的次数。
  • FGC：Full GC发生的次数。

-compiler参数可以输出输出JIT编译器编译过的方法、耗时等信息：

  • ubuntu@s100:~$ jstat -compiler 2281 

  • Compiled Failed Invalid   Time   FailedType FailedMethod

  •     1858      0       0     5.00          0

列的含义如下：

  • Compiled：JIT编译成功的方法数量。
  • Failed：JIT编译失败的方法数量。
  • Invalid：无效的编译任务数量。
  • Time：编译总耗时。
  • FailedType：最后一次失败编译的类型。
  • FailedMethod：最后一次失败编译的类名和方法名。

4. jmap

jmap（Memory Map for Java）命令用于生成堆转储快照（一般称为heapdump或dump文件），还可以查询finalize执行队列、Java堆和永久代的详细信息，如空间使用率、当前用的是哪种收集器等。

如果不使用jmap命令，要想获取Java堆转储快照，还有一些其他的方法：

  • 使用-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError参数，可以让虚拟机在OOM异常出现之后自动生成dump文件。
  • 通过-XX:+HeapDumpOnCtrlBreak参数则可以使用+Ctrl++Break+键让虚拟机生成dump文件
  • 或者在Linux系统下通过Kill -3命令发送进程退出信号，也能拿到dump文件。

jmap有不少功能在Windows平台下都是受限的，除了生成dump文件的-dump选项和用于查看每个类的实例、空间占用统计的-histo选项在所有操作系统都提供之外，其余选项都只能在Linux/Solaris下使用。

注：Oracle官方提供的jmap命令的参考文档地址为https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jmap.html

4.1. jmap命令格式

jmap命令有以下的格式：

  • ubuntu@s100:~$ jmap

  • Usage:

  •     jmap [option] <pid>

  •         (to connect to running process)

  •     jmap [option] <executable <core>

  •         (to connect to a core file)

  •     jmap [option] [server_id@]<remote server IP or hostname>

  •         (to connect to remote debug server)

[option]参数有以下的几类取值：

选项 作用
-dump 生成Java堆转储快照。格式为-dump:[live,]format=b，file=<filename，其中live子参数说明是否只dump出存活的对象
-finalizerinfo 显示在F-Queue中等i寺Finalizer线程执行finalize方法的对象。只在Linux/Solaris平台下有效
-heap 显示Java堆详细信息，如使用哪种回收器、参数配置、分代状况等。只在Linux/Solaris平台下有效
-histo 显示堆中对象统计信息，包括类、实例数量、合计容量
-permstat 以ClassLoader为统计口径显示永久代内存状态。只在Linux/Solaris平台下有效
-F 当虚拟机进程对-dump选项没有响应时，可使用这个选项强制生成dump快照。只在Linux/Solaris平台下有效

4.2. jmap使用演示

如使用jmap命令导出某个JVM进程的堆转储文件：

  • ubuntu@s100:~$ jmap -dump:format=b,file=heap.hprof 2281

  • Dumping heap to /home/ubuntu/heap.hprof ...

  • Heap dump file created

  • ubuntu@s100:~$ ls -lh heap.hprof 

  • -rw------- 1 ubuntu ubuntu 35M Oct 14 16:47 heap.hprof

查看某个进程堆中的对象统计信息：

  • ubuntu@s100:~$ jmap -histo 2281

  • 

  •  num     #instances         #bytes  class name

  • ----------------------------------------------

  •    1:         40653        9726648  [B

  •    2:         49649        8085016  [C

  •    3:         12086        1349168  [I

  •    4:         46202        1108848  java.lang.String

  •    5:         19071         610272  java.util.HashMap$Node

  •    6:         11520         460800  java.util.HashMap$ValueIterator

  •    7:          4981         438328  java.lang.reflect.Method

  •    8:         11271         360672  java.io.File

  • ...

1. jhat

Sun JDK提供jhat（JVM Heap Analysis Tool）命令与jmap搭配使用，来分析jmap生成的堆转储快照。jhat内置了一个微型的HTTP/HTML服务器，生成dump文件的分析结果后，可以在浏览器中查看。不过实事求是地说，在实际工作中，除非笔者手上真的没有别的工具可用，否则一般都不会去直接使用jhat命令来分析dump文件，主要原因有二：一是一般不会在部署应用程序的服务器上直接分析dump文件，即使可以这样做，也会尽量将dump文件复制到其他机器上进行分析，因为分析工作是一个耗时而且消耗硬件资源的过程，既然都要在其他机器进行，就没有必要受到命令行工具的限制了；另一个原因是jhat的分析功能相对来说比较简陋，后文将会介绍到的VisualVM，以及专业用于分析dump文件的Eclipse Memory Analyzer、IBM HeapAnalyzer等工具，都能实现比jhat更强大更专业的分析功能。

注：Oracle官方提供的jmap命令的参考文档地址为https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jmap.html

2. jhat使用演示

在前面我们使用jmap生成了一个heap.hprof的堆内存转储文件，我们可以使用jhat分析该文件：

  • ubuntu@s100:~$ jhat heap.hprof 

  • Reading from heap.hprof...

  • Dump file created Sun Oct 14 01:47:30 PDT 2018

  • Snapshot read, resolving...

  • Resolving 322995 objects...

  • Chasing references, expect 64 dots................................................................

  • Eliminating duplicate references................................................................

  • Snapshot resolved.

  • Started HTTP server on port 7000

  • Server is ready.

从打印信息Started HTTP server on port 7000可知jhat命令启动了一个服务器监听在7000端口，可以通过浏览器访问该地址，可以得到一个页面：

1.jhat浏览器页面.png

以上内容添加于 2015-07-19     更新于 2015-07-19
License CC BY-NC-ND 4.0 如需转载或商用，请联系博主。

图书信息

深入理解Java虚拟机（第2版）

作者：周志明

出版社：机械工业出版社

出版日期：

页数：433

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