java虛擬機器常用命令工具

阿新 • • 發佈：2019-01-20

一、概述
程式執行中經常會遇到各種問題，定位問題時通常需要綜合各種資訊，如系統日誌、堆dump檔案、執行緒dump檔案、GC日誌等。通過虛擬機器監控和診斷工具可以幫忙我們快速獲取、分析需要的資料，進而提高問題解決速度。本文將介紹虛擬機器常用監控和問題診斷命令工具的使用方法，主要包含以下工具:

jps	顯示系統中所有Hotspot虛擬機器程序
jstat	收集Hotspot虛擬機器各方面執行資料
jstack	顯示虛擬機器的執行緒棧資訊
jinfo	顯示虛擬機器的配置資訊
jmap	用於生成虛擬機器的記憶體快照資訊

以上工具的官方文件地址: http://docs.oracle.com/javase/1.5.0/docs/tooldocs/
圖形化工具如jconsole,jvisualvm將另文介紹。

二、示例程式碼

為方便大家使用各工具進行實戰，提供樣例程式碼如下:

Java程式碼

package com.leanworld;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* 虛擬機器常用工具使用示例程式碼啟動引數: -Xmn10m -Xms40m -Xmx40m
*
* @author learnworld 2012-1-30 下午01:37:14
*/
public class JVMTools {
public static void createList(int count) throws

InterruptedException {
for (int j = 0; j < count; j++) {
List<_1MObject> list = new ArrayList<_1MObject>();
Thread.sleep(100);
list.add(new _1MObject());
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
createList(5000);
}
}
/**
* 一個大約1M的物件
*/
class _1MObject {
public byte[] _1M = new byte[1024 * 1024];
}

三、工具介紹
1. jps
JVM Process Status Tool，該命令用於列出正在執行的虛擬機器程序，顯示main類的名稱和虛擬機器程序id。該命令受當前使用者的訪問許可權影響，比如linux下非root使用者只列出當前使用者啟動的虛擬機器程序。

命令格式:
jps [options] [hostid]

執行示例:
$ jps -l
3733 sun.tools.jps.Jps
3700 com.leanworld.JVMTools
com.leanworld.JVMTools即為上面的示例程式碼執行類。

常用引數:

-l	輸出主類全名
-v	輸出虛擬機器程序啟動的jvm引數
-m	輸出啟動時傳遞給main函式的引數

2. jstat
JVM Statistics Monitoring Tool，用於監控各種執行狀態資訊的命令。在只有文字控制檯的環境中(如企業中的生產環境)，該工具非常有用。可以用來顯示系統中類裝載、垃圾回收、執行期編譯狀況等執行資料。

命令格式:
jstat [ generalOption | outputOptions vmid [interval[s|ms] [count]] ]
vmid表示虛擬機器唯一識別符號，如果是本地虛擬機器程序，與LVMID一致，通常為本地虛擬機器程序號。 interval表示查詢間隔時間，count表示查詢次數。如果省略interval和count引數，表示查詢一次。

執行示例:
$ jstat -gcutil 3700 500 4
S0     S1     E      O      P     YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT
50.00   0.00 60.78   0.50 12.76    214    0.049     0    0.000    0.049
0.00 25.00 20.27   0.50 12.76    215    0.049     0    0.000    0.049
0.00 25.00 70.91   0.50 12.76    215    0.049     0    0.000    0.049
50.00   0.00 20.27   0.50 12.76    216    0.049     0    0.000    0.049

S0和S1表示Survivor0和Survivor1，E表示新生代Eden，O表示老年代Old,P表示持久代Permanent，以上各引數值表示已使用空間佔比。 YGC表示young gc次數，YGCT表示young gc總耗時。FGC表示Full gc次數，FGCT表示full gc總耗時。GCT表示所有gc總耗時時間。

常用引數:

class	類裝載相關資訊.
compiler	JIT編譯器編譯過的方法、耗時等.
gc	java堆資訊和垃圾回收狀況.
gccapacity	關注java堆各個區的最大和最小空間.
gccause	類似gcutil，額外輸出導致上一次gc的原因.
gcnew	新生代gc狀況.
gcnewcapacity	關注新生代gc使用的最大和最小空間.
gcold	老年代gc狀況.
gcoldcapacity	關注老年代gc使用的最大和最小空間.
gcpermcapacity	關注持久代gc使用的最大和最小空間.
gcutil	關注已使用空間佔總空間比例.
printcompilation	輸出已經被JIT編譯的方法.

3. jstack
Stack Trace for Java，用於生成虛擬機器當前的執行緒快照資訊，包含每一條執行緒的堆疊資訊。該命令通常用於定位執行緒停頓原因，當出現執行緒停頓時，可通過stack檢視每個執行緒的堆疊資訊，進而分析停頓原因。
命令格式:
jstack [ option ] pid

執行示例:
$ jstack 3700
2012-01-30 16:36:05
Full thread dump Java HotSpot(TM) Server VM (17.0-b16 mixed mode):

"Attach Listener" daemon prio=10 tid=0xaca16c00 nid=0x1384 waiting on condition [0x00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Low Memory Detector" daemon prio=10 tid=0xaca00c00 nid=0x1366 runnable [0x00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"CompilerThread1" daemon prio=10 tid=0x08e58800 nid=0x1365 waiting on condition [0x00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"CompilerThread0" daemon prio=10 tid=0x08e56800 nid=0x1364 waiting on condition [0x00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Signal Dispatcher" daemon prio=10 tid=0x08e54c00 nid=0x1363 runnable [0x00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Finalizer" daemon prio=10 tid=0x08e39000 nid=0x1361 in Object.wait() [0xac943000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on <0xb10e0230> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:118)
- locked <0xb10e0230> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:134)
at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:159)

"Reference Handler" daemon prio=10 tid=0x08e34400 nid=0x1360 in Object.wait() [0xacb94000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on <0xb10e30d0> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
at java.lang.Object.wait(Object.java:485)
at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:116)
- locked <0xb10e30d0> (a java.lang.ref.Reference$Lock)

"main" prio=10 tid=0x08d7bc00 nid=0x135a waiting on condition [0xb6a8a000]
   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
at com.leanworld.JVMTools.createList(JVMTools.java:23)
at com.leanworld.JVMTools.main(JVMTools.java:29)

"VM Thread" prio=10 tid=0x08e31c00 nid=0x135f runnable

"GC task thread#0 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x08d83800 nid=0x135b runnable

"GC task thread#1 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x08d85000 nid=0x135c runnable

"GC task thread#2 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x08d86400 nid=0x135d runnable

"GC task thread#3 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x08d87c00 nid=0x135e runnable

"VM Periodic Task Thread" prio=10 tid=0xaca02c00 nid=0x1367 waiting on condition

JNI global references: 854
通過輸出資訊可以看出當前main執行緒處於TIMED_WAITING狀態，因為執行到示例程式碼中Thread.sleep(100);這行的緣故。

常用引數:

-l	除堆疊外，顯示鎖的附加資訊
-F	當請求不被響應時，強制輸出執行緒堆疊
-m	混合模式，列印java和本地C++呼叫的堆疊資訊

4. jinfo
Configuration Info for Java，用於檢視和修改虛擬機器的各項引數資訊。
命令格式：
jinfo [ option ] pid

執行示例：
$jinfo 3700
Attaching to process ID 5081, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 17.0-b16
Java System Properties:

java.runtime.name = Java(TM) SE Runtime Environment
sun.boot.library.path = /home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/i386
java.vm.version = 17.0-b16
java.vm.vendor = Sun Microsystems Inc.
java.vendor.url = http://java.sun.com/
path.separator = :
java.vm.name = Java HotSpot(TM) Server VM
file.encoding.pkg = sun.io
sun.java.launcher = SUN_STANDARD
user.country = CN
sun.os.patch.level = unknown
java.vm.specification.name = Java Virtual Machine Specification
user.dir = /home/learnworld/workspace/concurrency
java.runtime.version = 1.6.0_21-b06
java.awt.graphicsenv = sun.awt.X11GraphicsEnvironment
java.endorsed.dirs = /home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/endorsed
os.arch = i386
java.io.tmpdir = /tmp
line.separator =

...

VM Flags:
-Xmn10m -Xms40m -Xmx40m -Dfile.encoding=GBK -Xbootclasspath:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/lib/tools.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/lib/sa-jdi.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/lib/jconsole.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/lib/htmlconverter.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/lib/dt.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/rt.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/resources.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/plugin.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/management-agent.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/jsse.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/jce.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/javaws.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/deploy.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/charsets.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/alt-rt.jar
可以看出，該命令可以方便我們查詢需要的虛擬機器資訊，包含System.getProperties()資訊。

常用引數:

-flag name	列印虛擬機器該引數對應的值.
-flag [+\-]name	使該引數生效或失效.
-flag name=value	修改相應引數的值.
-flags	列印傳給jvm的引數值.
-sysprops	列印System.getProperties()資訊.

5. jmap
Memory Map for Java，可以產生堆dump檔案，查詢堆和持久代的詳細資訊等。
命令格式:
jmap [ option ] pid

執行示例：
$ jmap -dump:format=b,file=dump.tmp 3700
Dumping heap to /home/learnworld/dump.tmp ...
Heap dump file created
上面這個命令生成了dump.tmp這個dump檔案。生成的dump檔案可以使用Eclipse Memory Analyzer/jhat等工具進行分析。

$ jmap -permstat 3700
Attaching to process ID 3700, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 17.0-b16
1355 intern Strings occupying 183024 bytes.
finding class loader instances ..Finding object size using Printezis bits and skipping over...
done.
computing per loader stat ..done.
please wait.. computing liveness....done.
class_loader classes bytes parent_loader alive? type

<bootstrap> 320 1437208 null live <internal>
0xb1170250 10 77120 0xb11706b8 live sun/misc/[email protected]
0xb11706b8 0 0 null live sun/misc/[email protected]

total = 3 330 1514328 N/A alive=3, dead=0 N/A

常用引數:

-dump	生成堆dump檔案，格式為: -dump:[live,]format=b,file=<filename>
-heap	顯示java堆的詳細資訊，包括垃圾回收期、堆配置和分代資訊等
-histo	顯示堆中物件的統計資訊，包括類名稱，對應的例項數量和總容量
-permstat	統計持久代中各ClassLoader的統計資訊。

四、遇到的問題
我的作業系統為ubuntu10.10，初次使用jinfo和jmap時出現以下錯誤:
引用 Attaching to process ID 3538, please wait...
Error attaching to process: sun.jvm.hotspot.debugger.DebuggerException: Can't attach to the process
解決方法:
1. echo 0 | sudo tee /proc/sys/kernel/yama/ptrace_scope
該方法在下次重啟前有效。

2. 永久有效方法
sudo vi /etc/sysctl.d/10-ptrace.conf
編輯下面這行:
kernel.yama.ptrace_scope = 1
修改為:
kernel.yama.ptrace_scope = 0
重啟系統，使修改生效。
該bug詳細資訊請參考官方文件: http://bugs.sun.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=7050524

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