JVM性能调优监控工具jps、jstack、jmap、jhat、jstat、hprof使用详解

1.        jps(Java Virtual Machine Process Status Tool)

jps主要用来输出JVM中运行的进程状态信息

-q 不输出类名、Jar名和传入main方法的参数

-m 输出传入main方法的参数

-l 输出main类或Jar的全限名

-v 输出传入JVM的参数

2.     jstack

jstack主要用来查看某个Java进程内的线程堆栈信息

命令行参数选项说明如下：

-l long listings，会打印出额外的锁信息，在发生死锁时可以用jstack -l pid来观察锁持有情况

-m mixed mode，不仅会输出Java堆栈信息，还会输出C/C++堆栈信息（比如Native方法）

jstack可以定位到线程堆栈，根据堆栈信息我们可以定位到具体代码，所以它在JVM性能调优中使用得非常多。下面我们来一个实例找出某个Java进程中最耗费CPU的Java线程并定位堆栈信息，用到的命令有ps、top、printf、jstack、grep。

第一步先找出Java进程ID，我部署在服务器上的Java应用名称为mrf-center：

root@ubuntu:/# ps -ef | grep mrf-center | grep -v grep

root 21711 1 1 14:47 pts/3 00:02:10 java -jarmrf-center.jar

得到进程ID为21711，第二步找出该进程内最耗费CPU的线程，可以使用ps -Lfp pid或者ps -mp pid -o THREAD, tid, time或者top -Hp pid，我这里用第三个，输出如下：

TIME列就是各个Java线程耗费的CPU时间，CPU时间最长的是线程ID为21742的线程，用

printf "%x\n"21742

下一步终于轮到jstack上场了，它用来输出进程21711的堆栈信息，然后根据线程ID的十六进制值grep，如下：

root@ubuntu:/#jstack 21711 | grep 54ee

"PollIntervalRetrySchedulerThread"prio=10 tid=0x00007f950043e000 nid=0x54ee in Object.wait() [0x00007f94c6eda000]

可以看到CPU消耗在PollIntervalRetrySchedulerThread这个类的Object.wait()，我找了下我的代码，定位到下面的代码

它是轮询任务的空闲等待代码，上面的sigLock.wait(timeUntilContinue)就对应了前面的Object.wait()。

3.     jmap（Memory Map）和jhat（Java Heap Analysis Tool）

jmap用来查看堆内存使用状况，一般结合jhat使用。

jmap语法格式如下：

jmap [option] pid

jmap [option] executable core

jmap [option] [server-id@]remote-hostname-or-ip

如果运行在64位JVM上，可能需要指定-J-d64命令选项参数。

jmap -permstat pid

打印进程的类加载器和类加载器加载的持久代对象信息，输出：类加载器名称、对象是否存活（不可靠）、对象地址、父类加载器、已加载的类大小等信息，如下图：

jmap -heap 8588

using thread-localobject allocation.

Mark Sweep CompactGC

HeapConfiguration:

   MinHeapFreeRatio = 40

   MaxHeapFreeRatio = 70

   MaxHeapSize      = 536870912 (512.0MB)

   NewSize          = 1048576 (1.0MB)

   MaxNewSize       = 4294901760 (4095.9375MB)

   OldSize          = 4194304 (4.0MB)

   NewRatio         = 2

   SurvivorRatio    = 8

   PermSize         = 268435456 (256.0MB)

   MaxPermSize      = 268435456 (256.0MB)

Heap Usage:

New Generation(Eden + 1 Survivor Space):

   capacity = 161021952 (153.5625MB)

   used    = 11450624 (10.920166015625MB)

   free    = 149571328 (142.642333984375MB)

   7.11121922059422% used

Eden Space:

   capacity = 143130624 (136.5MB)

   used    = 11450624 (10.920166015625MB)

   free    = 131680000 (125.579833984375MB)

   8.000121623168498% used

From Space:

   capacity = 17891328 (17.0625MB)

   used    = 0 (0.0MB)

   free    = 17891328 (17.0625MB)

   0.0% used

To Space:

   capacity = 17891328 (17.0625MB)

   used    = 0 (0.0MB)

   free    = 17891328 (17.0625MB)

   0.0% used

tenuredgeneration:

   capacity = 357957632 (341.375MB)

   used    = 0 (0.0MB)

   free    = 357957632 (341.375MB)

   0.0% used

Perm Generation:

   capacity = 268435456 (256.0MB)

   used    = 396896 (0.378509521484375MB)

   free    = 268038560 (255.62149047851562MB)

   0.14785528182983398% used

使用jmap-histo[:live] pid查看堆内存中的对象数目、大小统计直方图，如果带上live则只统计活对象，如下：

jmap -histo:live 8588

 num    #instances         #bytes  class name

----------------------------------------------

   1:          987         203008  [C

   2:          792         172768  <symbolKlass>

   3:           28          28120  [B

   4:         1160          27840  java.lang.String

   5:          758          24256  java.util.TreeMap$Entry

   6:           45          23448  [I

   7:           90          18744  <constMethodKlass>

   8:          311          13192  [Ljava.lang.Object;

   9:           21          12240  <constantPoolKlass>

  10:           34          11152  <objArrayKlassKlass>

  11:           21           8008  <instanceKlassKlass>

  12:           90           7200  <methodKlass>

  13:          179           5776  [Ljava.lang.String;

  14:           55           5280  java.lang.Class

  15:           21           4248  <constantPoolCacheKlass>

  16:          121           3872  java.util.LinkedHashMap$Entry

  17:           65           3640  java.net.URL

  class name是对象类型，说明如下：

B byte

C char

D double

F float

I int

J long

Z boolean

[ 数组，如[I表示int[]

[L+类名 其他对象

还有一个很常用的情况是：用jmap把进程内存使用情况dump到文件中，再用jhat分析查看。jmap进行dump命令格式如下：

jmap -dump:format=b,file=dumpFileName pid

我一样地对上面进程ID为21711进行Dump：

root@ubuntu:/# jmap -dump:format=b,file=/tmp/dump.dat 21711

Dumping heap to /tmp/dump.dat ...

Heap dump file created

dump出来的文件可以用MAT、VisualVM等工具查看，这里用jhat查看：

root@ubuntu:/# jhat -port 9998 /tmp/dump.dat

Reading from /tmp/dump.dat...

Dump file created Tue Jan 28 17:46:14 CST 2014

Snapshot read, resolving...

Resolving 132207 objects...

Chasing references, expect 26 dots..........................

Eliminating duplicate references..........................

Snapshot resolved.

Started HTTP server on port 9998

Server is ready.

注意如果Dump文件太大，可能需要加上-J-Xmx512m这种参数指定最大堆内存，即jhat -J-Xmx512m -port9998 /tmp/dump.dat。然后就可以在浏览器中输入主机地址:9998查看了：

4.     jstat（JVM统计监测工具）

jstat [ generalOption | outputOptions vmid[interval[s|ms] [count]] ]

vmid是Java虚拟机ID，在Linux/Unix系统上一般就是进程ID。interval是采样时间间隔。count是采样数目。比如下面输出的是GC信息，采样时间间隔为250ms，采样数为4：

jstat -gc 21711 250 4

要明白上面各列的意义，先看JVM堆内存布局：