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通过上一篇的jvm垃圾回收知识&＃xff0c;我们了解了jvm对内存分配以及垃圾回收是怎么来处理的。理论是指导实践的工具&＃xff0c;有了理论指导&＃xff0c;定位问题的时候&＃xff0c;知识和经验是关键基础&＃xff0c;数据可以为我们提供依据。

在常见的线上问题时候&＃xff0c;我们多数会遇到以下问题&＃xff1a;

• 内存泄露
• 某个进程突然cpu飙升
• 线程死锁
• 响应变慢...等等其他问题。

如果遇到了以上这种问题&＃xff0c;在线下可以有各种本地工具支持查看&＃xff0c;但到线上了&＃xff0c;就没有这么多的本地调试工具支持&＃xff0c;我们该如何基于监控工具来进行定位问题?

我们一般会基于数据收集来定位&＃xff0c;而数据的收集离不开监控工具的处理&＃xff0c;比如&＃xff1a;运行日志、异常堆栈、GC日志、线程快照、堆快照等。经常使用恰当的分析和监控工具可以加快我们的分析数据、定位解决问题的速度。以下我们将会详细介绍。

一、jvm常见监控工具&指令

 

1、 jps:jvm进程状况工具

jps [options] [hostid]

 如果不指定hostid就默认为当前主机或服务器。 

 命令行参数选项说明如下&＃xff1a; 

-q 不输出类名、Jar名和传入main方法的参数- l 输出main类或Jar的全限名-m 输出传入main方法的参数- v 输出传入JVM的参数

例如:

2、jstat: jvm统计信息监控工具

jstat  是用于见识虚拟机各种运行状态信息的命令行工具。它可以显示本地或者远程虚拟机进程中的类装载、内存、垃圾收集、jit编译等运行数据&＃xff0c;它是线上定位jvm性能的首选工具。

命令格式:

jstat [ generalOption | outputOptions vmid [interval[s|ms] [count]] ]generalOption - 单个的常用的命令行选项&＃xff0c;如-help, -options, 或 -version。outputOptions -一个或多个输出选项&＃xff0c;由单个的statOption选项组成&＃xff0c;可以和-t, -h, and -J等选项配合使用。

参数选项&＃xff1a;

例如:

查看gc 情况执行:jstat-gcutil 27777

3、jinfo&＃xff1a; java配置信息

命令格式:

jinfo[option] pid

比如:获取一些当前进程的jvm运行和启动信息。

4、jmap: java 内存映射工具

jmap命令用于生产堆转存快照。打印出某个java进程&＃xff08;使用pid&＃xff09;内存内的&＃xff0c;所有‘对象’的情况&＃xff08;如&＃xff1a;产生那些对象&＃xff0c;及其数量&＃xff09;。

命令格式&＃xff1a;

jmap [ option ] pidjmap [ option ] executable corejmap [ option ] [server-id&＃64;]remote-hostname-or-IP

参数选项&＃xff1a;

-dump:[live,]format&＃61;b,file&＃61; 使用hprof二进制形式,输出jvm的heap内容到文件&＃61;. live子选项是可选的&＃xff0c;假如指定live选项,那么只输出活的对象到文件. -finalizerinfo 打印正等候回收的对象的信息.-heap 打印heap的概要信息&＃xff0c;GC使用的算法&＃xff0c;heap的配置及wise heap的使用情况.-histo[:live] 打印每个class的实例数目,内存占用,类全名信息. VM的内部类名字开头会加上前缀”*”. 如果live子参数加上后,只统计活的对象数量. -permstat 打印classload和jvm heap长久层的信息. 包含每个classloader的名字,活泼性,地址,父classloader和加载的class数量. 另外,内部String的数量和占用内存数也会打印出来. -F 强迫.在pid没有相应的时候使用-dump或者-histo参数. 在这个模式下,live子参数无效. -h | -help 打印辅助信息 -J 传递参数给jmap启动的jvm. 

例如&＃xff1a;

使用jmap -heap pid查看进程堆内存使用情况&＃xff0c;包括使用的GC算法、堆配置参数和各代中堆内存使用情况&＃xff1a;

使用jmap -histo[:live] pid查看堆内存中的对象数目、大小统计直方图。

5、jhat:jvm堆快照分析工具

jhat 命令与jamp搭配使用&＃xff0c;用来分析map生产的堆快存储快照。jhat内置了一个微型http/Html服务器&＃xff0c;可以在浏览器找那个查看。不过建议尽量不用&＃xff0c;既然有dumpt文件&＃xff0c;可以从生产环境拉取下来&＃xff0c;然后通过本地可视化工具来分析&＃xff0c;这样既减轻了线上服务器压力&＃xff0c;有可以分析的足够详尽(比如 MAT/jprofile/visualVm)等。

6、jstack:java堆栈跟踪工具

jstack用于生成java虚拟机当前时刻的线程快照。线程快照是当前java虚拟机内每一条线程正在执行的方法堆栈的集合&＃xff0c;生成线程快照的主要目的是定位线程出现长时间停顿的原因&＃xff0c;如线程间死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间等待等。

命令格式&＃xff1a;

jstack [ option ] pidjstack [ option ] executable corejstack [ option ] [server-id&＃64;]remote-hostname-or-IP

参数&＃xff1a;

-F当’jstack [-l] pid’没有相应的时候强制打印栈信息-l长列表. 打印关于锁的附加信息,例如属于java.util.concurrent的ownable synchronizers列表.-m打印java和native c/c&＃43;&＃43;框架的所有栈信息.-h | -help打印帮助信息pid 需要被打印配置信息的java进程id,可以用jps查询.

后续的查找耗费最高cpu例子会用到。

二、可视化工具

对jvm监控的常见可视化工具&＃xff0c;除了jdk本身提供的Jconsole和visualVm以外&＃xff0c;还有第三方提供的jprofilter&＃xff0c;perfino,Yourkit&＃xff0c;Perf4j&＃xff0c;JProbe&＃xff0c;MAT等。这些工具都极大的丰富了我们定位以及优化jvm方式。

这些工具的使用&＃xff0c;网上有很多教程提供&＃xff0c;这里就不再过多介绍了。对于VisualVm来说&＃xff0c;比较推荐使用&＃xff0c;它除了对jvm的侵入性比较低以外&＃xff0c;还是jdk团队自己开发的&＃xff0c;相信以后功能会更加丰富和完善。jprofilter对于第三方监控工具&＃xff0c;提供的功能和可视化最为完善&＃xff0c;目前多数ide都支持其插件&＃xff0c;对于上线前的调试以及性能调优可以配合使用。

另外对于线上dump的heap信息&＃xff0c;应该尽量拉去到线下用于可视化工具来分析&＃xff0c;这样分析更详细。如果对于一些紧急的问题&＃xff0c;必须需要通过线上监控&＃xff0c;可以采用 VisualVm的远程功能来进行&＃xff0c;这需要使用tool.jar下的MAT功能。

 

三、应用

 

1、cpu飙升

在线上有时候某个时刻&＃xff0c;可能会出现应用某个时刻突然cpu飙升的问题。对此我们应该熟悉一些指令&＃xff0c;快速排查对应代码。

1.找到最耗CPU的进程

指令:

top

2.找到该进程下最耗费cpu的线程

指令:

top -Hp pid

3.转换进制

printf “%x\n” 15332 // 转换16进制&＃xff08;转换后为0x3be4&＃xff09; 

4.过滤指定线程&＃xff0c;打印堆栈信息

指令

jstack pid |grep &＃39;threadPid&＃39;  -C5 --color jstack 13525 |grep &＃39;0x3be4&＃39; -C5 --color // 打印进程堆栈 并通过线程id&＃xff0c;过滤得到线程堆栈信息。

可以看到是一个上报程序&＃xff0c;占用过多cpu了&＃xff08;以上例子只为示例&＃xff0c;本身耗费cpu并不高&＃xff09;

2、线程死锁 

有时候部署场景会有线程死锁的问题发生&＃xff0c;但又不常见。此时我们采用jstack查看下一下。比如说我们现在已经有一个线程死锁的程序&＃xff0c;导致某些操作waiting中。

1.查找java进程id

指令:

top 或者 jps 

2.查看java进程的线程快照信息

指令&＃xff1a;

jstack -l pid

从输出信息可以看到&＃xff0c;有一个线程死锁发生&＃xff0c;并且指出了那行代码出现的。如此可以快速排查问题。

3、OOM内存泄露

java堆内的OOM异常是实际应用中常见的内存溢出异常。一般我们都是先通过内存映射分析工具&＃xff08;比如MAT&＃xff09;对dump出来的堆转存快照进行分析&＃xff0c;确认内存中对象是否出现问题。

当然了出现OOM的原因有很多&＃xff0c;并非是堆中申请资源不足一种情况。还有可能是申请太多资源没有释放&＃xff0c;或者是频繁频繁申请&＃xff0c;系统资源耗尽。针对这三种情况我需要一一排查。

OOM的三种情况:

1.申请资源&＃xff08;内存&＃xff09;过小&＃xff0c;不够用。

2.申请资源太多&＃xff0c;没有释放。

3.申请资源过多&＃xff0c;资源耗尽。比如&＃xff1a;线程过多&＃xff0c;线程内存过大等。

1.排查申请申请资源问题。

指令:jmap -heap 11869

 查看新生代&＃xff0c;老生代堆内存的分配大小以及使用情况&＃xff0c;看是否本身分配过小。

从上述排查&＃xff0c;发现程序申请的内存没有问题。

2.排查gc

特别是fgc情况下&＃xff0c;各个分代内存情况。

指令:jstat -gcutil 11938 1000 每秒输出一次gc的分代内存分配情况&＃xff0c;以及gc时间

3.查找最费内存的对象

指令: jmap -histo:live 11869 | more

上述输出信息中&＃xff0c;最大内存对象才161kb,属于正常范围。如果某个对象占用空间很大&＃xff0c;比如超过了100Mb&＃xff0c;应该着重分析&＃xff0c;为何没有释放。

注意&＃xff0c;上述指令:

jmap -histo:live 11869 | more执行之后&＃xff0c;会造成jvm强制执行一次fgc&＃xff0c;在线上不推荐使用&＃xff0c;可以采取dump内存快照&＃xff0c;线下采用可视化工具进行分析&＃xff0c;更加详尽。jmap -dump:format&＃61;b,file&＃61;/tmp/dump.dat 11869 或者采用线上运维工具&＃xff0c;自动化处理&＃xff0c;方便快速定位&＃xff0c;遗失出错时间。

4.确认资源是否耗尽

• pstree 查看进程线程数量
• netstat 查看网络连接数量

或者采用:

• ll /proc/${PID}/fd | wc -l  // 打开的句柄数
• ll /proc/${PID}/task | wc -l &＃xff08;效果等同pstree -p | wc -l&＃xff09; //打开的线程数

以上就是一些常见的jvm命令应用。

一种工具的应用并非是万能钥匙&＃xff0c;包治百病&＃xff0c;问题的解决往往是需要多种工具的结合才能更好的定位问题&＃xff0c;无论使用何种分析工具&＃xff0c;最重要的是熟悉每种工具的优势和劣势。这样才能取长补短&＃xff0c;配合使用。

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