浅谈Java虚拟机的监控及诊断工具

水深无声 2023-01-05 01:15 180阅读 0赞

## 1.基本命令的应用 ##

### 1.1 jps（[源操作文档][Link 1]） ###

在默认情况下，jps的输出信息包括 Java 进程的进程 ID 以及主类名。我们还可以通过追加参数，来打印额外的信息。如果某 Java 进程关闭了默认开启的UsePerfData参数（即使用参数-XX:-UsePerfData），那么jps命令（以及下面介绍的jstat）将无法探知该 Java 进程。

常用的参数：

\-l ：将打印模块名以及包名；

\-v ：将打印传递给 Java 虚拟机的参数（如-XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseZGC）；

\-m：将打印传递给主类的参数。

### 1.2 jstat（[源操作文档][Link 2]） ###

jstat 命令可用来打印目标 Java 进程的性能数据。

\-class ： 将打印类加载相关的数据。

\-compiler和-printcompilation ： 将打印即时编译相关的数据。

\-gc ： 为前缀的子命令，它们将打印垃圾回收相关的数据。

例如命令：jstat -gc 22126 1s 4 意思是每一秒打印一次 打印四次

### 1.3 jmap（[源操作文档][Link 3]） ###

jmap命令，分析 Java 虚拟机堆中的对象。jmap同样包括多条子命令。

\-clstats，该子命令将打印被加载类的信息。

\-finalizerinfo，该子命令将打印所有待 finalize 的对象。

\-histo，该子命令将统计各个类的实例数目以及占用内存，并按照内存使用量从多至少的顺序排列。此外，

\-histo:live只统计堆中的存活对象。

\-dump，该子命令将导出 Java 虚拟机堆的快照。live只保存堆中的存活对象。我们通常会利用jma

### 1.4 jinfo（[源操作文档][Link 4]） ###

jinfo命令（帮助文档）可用来查看目标 Java 进程的参数。

\-X ：输出Java 虚拟机中的 jvm\_args

\-XX ： 参数（即输出中的 VM Flags），以及可在 Java 层面通过System.getProperty获取的-D参数（即输出中的 System Properties）。

### 1.5 jstack（[源操作文档][Link 5]） ###

jstack命令（帮助文档）可以用来打印目标 Java 进程中各个线程的栈轨迹，以及这些线程所持有的锁。jstack的其中一个应用场景便是死锁检测。这里我用jstack获取一个已经死锁了的 Java 程序的栈信息。我们可以看到，jstack不仅会打印线程的栈轨迹、线程状态（BLOCKED）、持有的锁（locked …）以及正在请求的锁（waiting to lock …），而且还会分析出具体的死锁。

### 1.6 jcmd（[源操作文档][Link 6]） ###

可以直接使用jcmd命令，来替代前面除了jstat之外的所有命令。至于jstat的功能，虽然jcmd复制了jstat的部分代码，并支持通过PerfCounter.print子命令来打印所有的 Performance Counter，但是它没有保留jstat的输出格式，也没有重复打印的功能。

（以上内容是对极客时间的jvm的学习内容进行学习笔记，如侵删）

## 2.自己的实践 ##

2.1 背景

以下我举个死模拟一个死循环的程序，然后在系统中对该程序进行监控排除。首先我们是无法感知，这个程序是否存在有死循环的。然后我们对程序进行监控和排查。

![图片][6f79b349905aceb5ecfe46df3c79a889.png]

2.1 对程序监控

1.先输入jps查看运行的服务上的java程序。

![图片][ee79a17a31164e509b0f457d58a5cf8c.png]

2.利用命令jstat -gc 6388 1s 20 查看程序的虚拟机运行情况

先对-gc参数的打印出来的参数基本了解：

S0C：第一个幸存区的大小
    S1C：第二个幸存区的大小
    S0U：第一个幸存区的使用大小
    S1U：第二个幸存区的使用大小
    EC：伊甸园区的大小
    EU：伊甸园区的使用大小
    OC：老年代大小
    OU：老年代使用大小
    MC：方法区大小
    MU：方法区使用大小
    CCSC:压缩类空间大小

![图片][a5ab5d2224a41f9550523bab28e5f8c8.png]

以上用了jstat -gc xxxxx 5s 100命令查看jvm性能情况

可以看上图绿色是对jvm的性能数据进行监控，其中主要包括EU,OU,YGC。

首先看绿色那组数据：

看gc的第20次到第21次gc时候，s1u 清空了 s0u增大了，由于gc时候将s1u存活的对象和edn区晋升的对象复制到了s0u区，然后将s1u的对象清空了。

然后看黄色和红色的数据：

可以看到OU的数据基本增大很多了，而su区的数据减少了，因为期间进行了一次full gc将su区的对象晋升为了老生代。

看到以上的数据只是能看到jvm里面基本的内部运行情况的，还不能看出是否异常，但是对于自己熟悉的程序来说是可以看出的基本的端倪的。因为短短的时间内一直再gc，接下来继续观察一下。

![图片][730c86a514828ff4086c294a42ce0f4b.png]

然后再看用同样的命令：

首先观察OU和OC的值，OU不断增大，而且值已经很接近OC了，表示程序很快会抛出OutOfMemoryError了，这是非常严重的错误的。所以一定要留意jvm的这两个值之间的比例，按照合理的情况来说，一个程序持久运行OU的应该是持久比较稳定按照一个上下波动的，但是可以看到该程序，OU的值一直再增加，而且增速异常，程序必定有bug。根据教导内容说，通常OU占OC的20%以下，超过20%就必须要预警，已经存在OutOfMemoryError的端倪了。

首先短短的30s内又进行了一次full gc ，按这个增速计算再30s，程序就会奔溃了。事实上真的奔溃了。

既然我们已经对程序运行有问题了，我们接下来是要对程序分析。

利用Jstack -l PID >>文件位置，可以将业务一个进程的所有线程的运行情况输出。

输出之后可以看到有一个nid线程是业务代码而且是一直Runable，表示一直在占用cpu无法释放。所以很可能就是这个位置出现问题，接着就是自己对代码的熟悉程度进行排查，debug等操作了。

![图片][3dd809c539855f6ee619020584ef8bb6.png]

最后利用kill命令对进程杀死。

1.kill -3 pid可以打印当前进程的线程信息，**但是不会关闭Java应用！**

2.kill pid 也就是kill -15 pid ,将会**调用钩子函数ShutdownHook**，一般ShutdownHook中会进行一些操作，比如保存数据，关闭连接等。

3.kill -9 pid.**不会调用钩子函数ShutdownHook**。

### 3.个人思考总结： ###

最常见的在项目上，出现死循环时候，会对相处一直处于占用的情况没有释放，如果是web系统常见的请求里面的线程，普通的请求，而且该请求预计是执行很快，不是耗时任务的，会发现多个线程一直处理Runable或者wait的状态，而且是对同一个方法，同一段代码一直执行占用。这个时候就是很大的机率是对该该方法存在死循环了。就可以对该进行杀死。但是这样杀死程序对程序破坏程度损伤很大的。为了更好提早排除这种情况，个人觉得建议循环里面可以添加填日志，即使死循环也可以提早预知和处理，减少重大事故的发生。

（由于能力和时间有限，暂时分析到这里，如有不对，希望大家多多怼出来，日后一定好好改正）

[Link 1]: https://docs.oracle.com/en/java/javase/11/tools/jps.html
[Link 2]: https://docs.oracle.com/en/java/javase/11/tools/jstat.html
[Link 3]: https://docs.oracle.com/en/java/javase/11/tools/jmap.html#GUID-D2340719-82BA-4077-B0F3-2803269B7F41
[Link 4]: https://docs.oracle.com/en/java/javase/11/tools/jinfo.html
[Link 5]: https://docs.oracle.com/en/java/javase/11/tools/jstack.html
[Link 6]: https://docs.oracle.com/en/java/javase/11/tools/jcmd.html
[6f79b349905aceb5ecfe46df3c79a889.png]: /images/20221119/0219f683a15049119eec8406bf237610.png
[ee79a17a31164e509b0f457d58a5cf8c.png]: /images/20221119/777737fd6fa24e95b19e58d733187b81.png
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