JVM 常用命令行工具

本文部分摘自《深入理解 Java 虚拟机第三版》

基础故障处理工具

Java 开发人员肯定都知道 JDK 的 bin 目录下有许多小工具,这些小工具除了用于编译和运行 Java 程序外,打包、部署、签名、调试、监控、运维等各种场景都可能会见到它们的影子

本文主要介绍的是用于监视虚拟机运行状态和进行故障处理的工具,根据软件可用性和授权的不同,可以分成三类:

  • 商业授权工具:主要是 JMC(Java Mission Control)及它要使用到的 JFR(Java Flight Recorder)。JMC 在个人开发环境中使用是免费的,但在商业环境中使用则需付费
  • 正式支持工具:这一类工具属于长期被支持的工具
  • 实验性工具:这一类工具带有实验性质,日后可能会转正,也可能会在某个 JDK 版本中无声无息地消失

虚拟机进程状况工具

使用 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 函数所在的类)名称以及这些进程的本地虚拟机唯一 ID(LVMID,Local Virtual Machine Identifier)

该命令可以获取虚拟机进程的 LVMID,从而定位想要监控的程序,而 LVMID 一般与操作系统的进程 ID 一致

jps [options] [hostid]

jps 也可以通过 RMI 协议查询开启了 RMI 服务的远程 Java 虚拟机进程状态,参数 hostid 为 RMI 注册表中注册的主机名

jps 的其他常用选项如表:

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() 函数的参数
-l 输出主类的全名,如果进程执行的是 JAR 包,则输出
-v 输出虚拟机进程启动时的 JVM 参数

虚拟机统计信息监视工具

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,可以显示本地或者远程虚拟机进程中的类加载、内存、垃圾收集、即时编译等运行时数据

jstat [ option vmid [interval[s|ms] [count]] ]

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

[protocaol:][//]lvmid[@hostname[:port]/servername]

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 2764 的垃圾收集情况,一共查询 20 次,那命令应当是

jstat -gc 2764 250 20

选项 option 代表用户希望查询的虚拟机信息,主要分三类:类加载、垃圾收集、运行期编译状况等

选项 作用
-class 监视类加载、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、垃圾收集时间合计等信息
-gccapacity 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,但会额外输出导致上一次垃圾收集产生的原因
-gcnew 监视新生代垃圾收集情况
-gcnewcapacity 监视内容与 -gcnew 基本相同,但输出主要关注使用到的最大、最小空间
-gcold 监视老年代垃圾收集情况
-gcoldcapacity 监视内容与 -gcold 基本相同,但输出主要关注使用到的最大、最小空间
-gcpermcapacity 输出永久代使用到的最大、最小空间
-compiler 输出即时编译器编译过的方法、耗时等信息
-printcompilation 输出已经被即时编译的方法

Java 配置信息工具

jinfo(Configuration Info for Java)的作用是实时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示指定的参数列表,获取 pid

jinfo [option] pid

使用 -flag <name> 选项打印虚拟机标记参数的值,name 表示虚拟机标记参数的名称

jinfo -flag PrintGC 21768

使用 -flag [+|-]<name> 选项可以开启或关闭虚拟机表示参数,+ 表示开启,- 表示关闭

jinfo -flag +PrintGC 21768
jinfo -flag -PrintGC 21768

使用 -flag <name> = <value> 可以设置虚拟机标记参数的值,但并不是每个参数都可以被动态修改

jinfo -flag HeapDumpPath=C:\error.hprof 21768

剩下的常用选项如表

选项 作用
-flags 打印虚拟机参数,如 -XX:NewSize
no option 不带任何选项时,会同时打印虚拟机参数和系统参数
-sysprops 打印系统参数
-h | -help 打印帮助信息

Java 内存映射工具

jmap(Memory Map for Java)命令用于生成堆转储快照,还可以查询 finalize 执行队列、Java 堆和方法区的详细信息,如空间使用率、当前用的是哪种收集器等

jmap [option] vmid

option 选项的合法值与具体含义

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 中等待 Finalizer 线程执行 finalize 方法的对象
-heap 显示 Java 堆详细信息,如使用哪种回收期、参数配置、分代状况
-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
-F 当虚拟机进程对 -dump 选项没有响应时,可使用该选项强制生成 dump 快照

虚拟机堆转储快照分析工具

JDK 提供 jhat(JVM Heap Analysis Tool)命令和 jmap 搭配使用,用来分析 jmap 生成的堆转储快照。不过 jhat 的分析功能相等简陋,一般会使用其他功能更强大的分析工具

jhat 内置一个简单的 web 服务器,此命令执行后,jhat 在命令行里显示分析结果的访问地址,可以用 -port 选项指定端口

有时 dump 出来的堆很大,在启动时会报堆空间不足的错误,可以使用如下参数

jhat -J-Xmx512m <heap dump file>	# 这个内存大小可根据自己电脑进行设置

Java 堆栈跟踪工具

jstack(Stack Trace for Java)命令用于生成虚拟机当前时刻的线程快照(一般称为 threaddump 或 javacore 文件)。线程快照就是当前虚拟机内每一条线程正在执行的方法堆栈的集合,生成线程快照的目的通常是定位线程出现长时间停顿的原因,如线程间死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间挂起等

jstack [option] vmid

option 选项的合法值与具体含义如表

选项 作用
-F 当正常输出的请求不被响应时,强制输出线程堆栈
-l 除堆栈外,显示关于锁的附加信息
-m 如果调用到本地方法的话,可以显示 C/C++ 的堆栈

从 JDK5 开始,java.lang.Thread 类新增了一个 getAllStackTraces() 方法用于获取虚拟机中所有线程的 StackTraceElement 对象,使用这个方法可以完成 jstack 的大部分功能,在实际项目中可以调用这个方法做一个管理员页面,随时使用浏览器来查阅线程堆栈

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