JVM调优与线上问题监控工具

首先命令行输入java -version，查看本机的Java版本信息以及JVM相关信息

可以看到的Java8，HotSpot虚拟机，Client模式启动，混合编译模式

XXX>java -version
java version "1.8.0_251"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_251-b08)
Java HotSpot(TM) Client VM (build 25.251-b08, mixed mode)

JVM运行参数

JVM的运行参数总的来说可以分为三类：

标准参数：

• -help
• -version
• -server、-client

​ -server、-client 是设置JVM的运行模式的参数。JVM启动会根据硬件与操作系统自动选择运行模式：

• 32位系统如果是Windows，无论其余硬件配置如何，都默认client模式，其余操作系统如果是2G以上内存并且有2个以上CPU，默认是server模式启动。
• 64位操作系统默认server模式，不支持client

​ 之前在做GC测试的时候也介绍过，这两种运行模式的区别在于：

• server模式启动时，堆空间可能默认大一点，JDK9以前默认是UseParallelGC，JDK9以后是UseG1GC。server模式启动慢，运行快
• client模式初始化堆空间小，默认是UseSerialGC。client模式下，JVM启动速度更快，但是运行速度慢

-X参数（非标准参数），不同JVM版本可能不同。可以在命令行使用java -X命令查看。

• -Xint、-Xcomp、-Xmixed，这三个参数是JVM启动时的编译模式，默认是mixed混合模式

-Xint：interpreted mode，解释器模式。编译与运行同时进行，在编译Java程序的时候一边编译一边执行，编译多少执行多少

-Xcomp：compile mode，编译模式。JVM在第一次使用时，会把所有的字节码编译成本地代码，即一次性编译完再使用，并且没有启用JIT编译器

-Xmixed：混合模式，解释器模式与编译模式混合使用，由JVM自己决定。

• …

-XX参数（非标准参数，使用频率较高），主要用于jvm调优与debug操作。-XX参数使用有两种方式：

• 一种是非boolean类型，即key-value

  格式是-XX:key=value，如：

  -XX:newRatio=1

• 一种是boolean类型

  格式是-XX:[±]，+表示启用，-表示禁用。如：

  -XX:+UseSerialGC

JDK四个调优工具

jinfo

jinfo是JDK自带的查看JVM配置参数的工具。

查看所有的JVM配置参数：

jinfo -flags [pid] 

如：

XXX> jinfo -flags 15628
Attaching to process ID 15628, please wait...
Debugger attached successfully.
Client compiler detected.
JVM version is 25.251-b08
Non-default VM flags: -XX:-BytecodeVerificationLocal -XX:-BytecodeVerificationRemote -XX:InitialHeapSize=16777216 -XX:+ManagementServer -XX:MaxHeapSize=268435456 -XX:MaxNewSize=89456640 -XX:MinHeapDeltaBytes=131072 -XX:NewSize=5570560 -XX:OldSize=11206656 -XX:TieredStopAtLevel=1 -XX:+UseFastUnorderedTimeStamps -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation
Command line: ....

如果只想查看单个：

jinfo -flag <name> [pid]

jstak

jstak命令可以查看编译统计，GC发生次数，以及加载的类数量。命令格式：

 jstat -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<间隔时间/ms> [<查询次数>]]

如查看编译统计：

XXX> jstat -compiler 18100
Compiled Failed Invalid   Time   FailedType FailedMethod
     126      0       0     0.06          0

查看加载类数量：

XXX> jstat -class 18100
Loaded  Bytes  Unloaded  Bytes     Time
  1365  1350.2        0

查看GC次数：

XXX> jstat -gc 18100
 S0C    S1C    S0U    S1U      EC       EU        OC         OU       MC     MU    CCSC   CCSU   YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT
512.0  512.0  438.4   0.0    4416.0   2694.9   10944.0     899.3    4416.0 4309.8  0.0    0.0        2    0.006   0      0.000    0.006

S0C：survivor0区总共大小；S0U：survivor0区已用大小

S1C：survivor1区总共大小；S1U：survivor1区已用大小

EC：Eden区总大小；EU：Eden区已用大小

OC：老年代总大小；OU：老年代已用大小

MC：元空间总大小；MU：元空间已用大小

CCSC：压缩类空间容量 ；CCSU：压缩类已用空间大小

YGC：Minor GC/Young GC的次数；YGCT：Minor GC/Young GC停顿时间

FGC：FullGC次数；FGCT：FullGC停顿时间

GCT：GC总停顿时间

jmap

当前程序堆使用情况，命令格式：

    jmap [option] <pid>
        (to connect to running process) 查看当前程序
    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)

jmap -heap

查看当前程序的堆情况，命令格式：

jmap -heap [pid]

jmap -histo

查看内存中对象数量及大小，命令格式:

jmap -histo:live [pid] | more 查看活跃对象，去掉live就是查看所有对象

jamp -dump

将当前内存的情况dump以二进制格式输出到文件，然后再配合日志分析工具进行分析，命令格式：

jmap -dump:format=b,file=dumpFileName

dump文件分析工具

jhat

我们可以利用jhat工具分析查看dump文件

MAT

除了jhat，我们也可以使用MAT，Memory Analyzer Tool，一个功能丰富的堆分析工具，可以帮忙查找内存泄露等问题，并可以通过报表的形式直观的看到那些对象在阻止垃圾回收，比如这样：

jstack

打印所有线程及其状态，是用来分析死锁的利器

在https://blog.csdn.net/qq_20952591/article/details/121428062，死锁的这一节也介绍过，这里就不再介绍了

监控工具

JVisualVM

​ JDK自带的性能检测工具，路径在%JAVA_HOME%/bin下面，是个JVM性能监控神器，功能包括：

• 监控本地和远程的JAVA进程，包括监控内存、线程、方法执行时间
• 对堆内存进行dump、快照
• 性能可视化分析
• 安装插件对堆外内存进行分析（我用Buffer Pool）
• …

Btrace

​ Btrace是一种安全、动态跟踪分析一个运行中的Java应用程序的工具。 BTrace动态地向目标应用程序的字节码注入追踪代码（字节码追踪），这些追踪字节码追踪代码使用Java语言表达，也就是BTrace的脚本。

​ 安装btrace后需编写btrace脚本，功能包括：

​ 对生产环境下的代码进行监控调试，比如获取生产环境下某个方法的参数、返回值、异常、执行的行号等等。（Arthas也可以做，个人认为Arthas更牛逼点）

github：https://github.com/btraceio/btrace

Arthas

Arthas是阿里巴巴开源的一个性能监控神器，可以用来做：

1.线上修改代码（比如线上出bug了，但是忘记在关键地方输出日志，这个时候可以利用arthas的reset命令来增强类）

2.查看系统运行状况

3.监控JVM实时状况

4.定位应用热点，生成火焰图

5.监控指定方法的数据统计与观测

6.死锁监控

​ …

官方使用文档：https://arthas.aliyun.com/doc/

GC日志分析

GC参数设置

GC日志相关参数共一下几个：

-XX:+PrintGC：输出GC日志
-XX:+PrintGCDetails：输出GC详细日志
-XX:+PrintGCTimeStamps：输出GC的时间，这个时间是JMV启动时间偏移量
-XX:+PrintGCDateStamps：输出GC时间，
-XX:+PrintHeapAtGC：在GC前后打印出堆的详细信息
-Xloggc：将GC日志输出到指定文件

GC日志分析工具

GCEasy网站

我们可以将GC日志文件上传到https://gceasy.io/，GCEasy官网去分析

我的测试代码（是我之前测试软连接的测试代码，就是不断产生大对象）：

    private static final int _4MB = 4 * 1024 * 1024;
@Test
    public void softReference() throws InterruptedException {
        System.out.println("=======================begin===============");
       // Thread.sleep(50000);
        List<SoftReference<byte[]>> list = new ArrayList<>();

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            System.out.println("==================i " + i +
                    "insert begin=======================");
            SoftReference<byte[]> ref = new SoftReference<>(new byte[_4MB]);
            System.out.println("=======================this is i " + i + "  " + ref.get()+
                    "=======================");
            list.add(ref);
            System.out.println("list = " + list.stream().map(SoftReference::get).collect(Collectors.toList()));
        }
        System.out.println("=======================循环结束=============");
        System.gc();
        System.out.println("list = " + list.stream().map(SoftReference::get).collect(Collectors.toList()));
    }

JVM参数：

-Xmx20m -XX:+PrintGCDetails -verbose:gc -Xloggc:D:/tmp/gc.log -XX:+PrintGCDateStamps

日志分析：

JVM内存情况：

一些关键指标，例如吞吐量、GC暂停时间等

详细的GC统计

对象状态，包括创建的对象大小、对象从新生代晋升到老年代的大小等。

还有很多，自己去网站上看一下吧，不一一介绍了。
官方网站：https://gceasy.io/