我们日常给系统定位问题，依据的是系统运行时的各项指标数据和工具，数据包括了：运行日志、异常堆栈、GC日志、线程快照、堆转储快照等；而工具则包括了：监视虚拟机和故障处理的工具。
这些故障处理工具是Sun公司赠与我们开发者的独特“礼物”，它们功能强大且稳定，帮助我们更好的处理应用程序性能问题和定位故障。
下文主要介绍了6个常用的监控工具：
- jps ：JVM Process Status Tool，一款用于查看java进程的工具 - 查看当前环境下运行的java服务的进程id和名称
- jstat ：JVM Statistics Monitoring，一款用于监视虚拟机各种运行状态统计信息工具。
- jinfo ：Configuration Info For Java，一款用于实时查看和修改JVM参数的工具。
- jmap ：Memory Map for Java，一款用于生成堆转储快照即dump文件的命令。
- jhat ：JVM Heap Analysis Tool，一款用来分析dump文件的工具。
- jstack ：Stack Trace for Java，一款用于生成当前时刻的线程状态信息的快照工具。
winter
开讲前，我们先回顾下JVM的基本结构。根据《Java虚拟机规范（Java SE 7版）》。Java虚拟机所管理的内存将会包括以下几个运行时数据区域：
- 程序计数器（Program Counter Register）：当前线程执行的字节码指示器
- Java虚拟机栈（Java Virtual Machine Stacks）：Java方法执行的内存模型，每个方法会创建一个栈帧用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。
- 本地方法栈（Native Method Stack）：（虚拟机使用到的）本地方法执行的内存模型。
- Java堆（Java Heap）：虚拟机启动时创建的内存区域，唯一目的是存放对象实例，处于逻辑连续但物理不连续内存空间中。
- 方法区（Method Area）：存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。运行时常量池（Runtime Constant Pool）是方法区的一部分，存放编译器生成的各种字面值和符号引用。
JVM进程工具：jps
jps 工具：JVM Process Status Tool，一款用于查看java进程的工具。功能是查看当前环境下运行的java服务的进程id和名称，一般其他命令使用前都会先使用jps命令获取java进程信息。
指令格式：jps [options] [hostid]
[options]的参考列表：
代码demo：
代码语言：javascript复制 /**
* <p>
* jps 指令 启动参数：-Xms5m -Xmx5m -XX: HeapDumpOnOutOfMemoryError
* </p>
*/
private static void testJPS() throws InterruptedException {
ArrayList<Integer> objects = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10000000; i ) {
Integer integer = new Integer(i);
objects.add(integer);
System.out.println("sleeping.. i = " i);
Thread.sleep(100);
}
}指令执行：jps -l
JVM状态工具：jstat
jstat 工具：可以进一步对该 JVM 的各种运行状态信息进行捕获（显示本地或者远程JVM的类装载、内存、垃圾收集JIT编译等数据）。
指令格式：jstat [options] [hostid] [gap-扫描间隔]
[options] 的参考列表：
代码demo：
代码语言：javascript复制 /**
* <p>
* jstat 指令
* 案例：
* 启动参数：-Xms5m -Xmx5m -XX: HeapDumpOnOutOfMemoryError
* 内存最终溢出OOM，此时通过jstat可以观察到进行了8次YGC，1次FGC
* </p>
*/
private static void testJSTAT() throws InterruptedException {
ArrayList<Integer> objects = new ArrayList<>();
ArrayList<Integer> objects2 = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 10000000; i ) {
Integer integer = new Integer(i);
objects.add(integer);
System.out.println("sleeping.. i = " i);
objects2.addAll(objects);
if (i > 830) {
Thread.sleep(100);
}
}
}指令执行：jstat -gc 19345 3550 （每隔3550ms扫描一次内存使用情况，内存最终溢出OOM，此时通过jstat可以观察到进行了8次YGC，1次FGC）
结果分析：注意：C表示Capacity(容量)，U表示Used(已使用大小)
序号 | 字段 | 含义 |
|---|---|---|
1 | S0C | 第一个幸存区的大小 |
2 | S0C | 第一个幸存区的大小 |
3 | S0U | 第二个幸存区的使用大小 |
4 | S1U | 第二个幸存区的已使用大小 |
5 | EC | Eden区的大小 |
6 | EU | Eden区的已使用大小 |
7 | OC | 老年代的大小 |
8 | OU | 老年代已使用大小 |
9 | MC | 方法区大小 |
10 | MU | 方法区使用大小 |
11 | CCSC | 压缩类空间大小 |
12 | CCSU | 压缩类空间使用大小 |
13 | YGC | 年轻代垃圾回收次数 |
14 | YGCT | 年轻代垃圾回收消耗时间 |
15 | FGC | 老年代垃圾回收次数 |
16 | FGCT | 老年代垃圾回收消耗时间 |
17 | GCT | 垃圾回收消耗总时间 |
JVM参数配置工具：jinfo
jinfo 工具：可以实时查看和调整虚拟机的各项参数。
指令格式：
jinfo -flag name [PID]: 查看某个java进程的name属性的值 jinfo -flags [PID]: 查看已经赋值的JVM参数
代码demo：
代码语言：javascript复制 /**
* <p>
* jinfo 指令
* 可以实时查看和调整虚拟机的各项参数
* 配置：-Xms5m -Xmx5m -XX: HeapDumpOnOutOfMemoryError
* 案例：
* </p>
*/
private static void testJINFO() throws InterruptedException {
ArrayList<Integer> objects = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 1000; i ) {
Integer integer = new Integer(i);
objects.add(integer);
System.out.println("sleeping.. i = " i);
Thread.sleep(100);
}
}指令执行：jinfo -flag
JVM内存映像工具：jmap
jmap 指令：用于生成堆转储快照（又叫 heapdump 或 dump 文件）。
指令格式：
jmap -heap [PID] //打印出堆内存相关信息
jmap -dump:format=b,file=/usr/heap.hprof [PID] //生成dump文件
通用配置：-XX: HeapDumpOnOutOfMemoryError
一旦发生OutOfMemoryError之后就会自动生成dump文件。
代码demo：
代码语言：javascript复制 /**
* <p>
* jmap 指令
* 获取dump文件，还能查询 finalize 执行队列、Java 堆和永久代的信息（空间使用率&GC收集器等）
* 配置：-Xms5m -Xmx5m -XX: HeapDumpOnOutOfMemoryError
* </p>
*/
private static void testJMAP() throws InterruptedException {
ArrayList<Integer> objects = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 1000; i ) {
Integer integer = new Integer(i);
objects.add(integer);
System.out.println("sleeping.. i = " i);
Thread.sleep(100);
}
}指令执行：jmap -dump:format=b,file=testjmap.bin 20136
生成文件默认位置：
JVM堆转储快照分析工具：jhat
jhat 指令：与 jmap 搭配使用，用来分析 jmap 生成的堆转储快照。
指令格式： jhat [filename]
指令执行：jhat testjmap.bin
JVM堆栈跟踪工具：jstack
jstack 指令：用于生成虚拟机的线程快照（又叫threaddum 或者 javacore 文件）。
指令格式：jstack [options] [PID]
指令执行：jstack -l 20024
JDK可视化工具JConsole
JConsole：Java Monitoring and Management Console，是一款JDK自带的可视化监控工具。
通过 jconsole 可以查看java应用程序的运行概况、监控堆信息、永久区使用情况、类加载情况等信息。
步骤1、选择监控的JVM进程
步骤2、通过控制台的各个tab可以查看进程的详情（JVM概览 / 内存分区使用情况等）
案例1：通过可视化工具，监控内存使用情况
代码语言：javascript复制
/**
* JConsole 可视化监控
* 启动配置：-Xms100m -Xmx100m -XX: UseSerialGC
* -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=8077
* -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false
* 案例：
* 每50ms一次往Java堆填充64Kb数据，一共1000次
*/
private static void testJCONSOLE() throws InterruptedException {
ArrayList<OOMObject> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 1000; i ){
//延时一段时间，让监控曲线变得明显。
Thread.sleep(50);
list.add(new OOMObject());
}
System.gc();
}
/**
* 内存占位符对象，一个对象 64KB
*/
static class OOMObject{
public byte[] placeholder = new byte[64*1024];
}JVM内存分析：程序每50ms一次往Java堆填充64Kb数据，一共1000次，同时因为Eden区超出阈值会触发YoungGC，导致Eden的大小呈高低波浪变化。
案例2：通过可视化工具，完成死锁问题的定位
代码语言：javascript复制 /**
* <p>
* 案例：死锁演示
* </p>
*/
private static void testJCONSOLE_DeadLock() {
for (int i = 0; i <100; i ){
new Thread(new SynAddRunnable(1,2)).start();
new Thread(new SynAddRunnable(2,1)).start();
}
}
/**
* <p>
* 线程死锁等待演示
* </p>
*/
static class SynAddRunnable implements Runnable{
int a,b;
public SynAddRunnable(final int a, final int b) {
this.a = a;
this.b = b;
}
@Override
public void run() {
synchronized (Integer.valueOf(a)){
synchronized (Integer.valueOf(b)){
System.out.println(a b);
}
}
}
}JVM内存分析：Thread-1 与 Thread-2 两个线程由于互相资源等待，所以导致了死锁。
总结
总结一下，本节共介绍了6个JVM性能监控指令，同时也介绍了一个JDK内置的可视化工具JConsole，该工具有助于开发者，去直观的分析JVM的性能问题。希望对大家理解JVM的内存监控有所帮助~
