Java 基础故障处理工具

jps:虚拟机进程状况工具

• JDK的很多小工具的名字都参考了UNIX命令的命名方式，jps（JVM Process Status Tool）是其中的典型。除了名字像UNIX的ps命令之外，它的功能也和ps命令类似：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 Class，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）。虽然功能比较单一，但它绝对是使用频率最高的JDK命令行工具，因为其他的JDK工具大多需要输入它查询到的LVMID来确定要监控的是哪一个虚拟机进程。对于本地虚拟机进程来说，LVMID与操作系统的进程ID（PID，Process Identifier）是一致的，使用Windows的任务管理器或者UNIX的ps命令也可以查询到虚拟机进程的LVMID，但如果同时启动了多个虚拟机进程，无法根据进程名称定位时，那就必须依赖jps命令显示主类的功能才能区分了。

• jps命令格式：

  jps [options] [hostid]
  

• jps执行样例：

  jps -l
  2388 D:\Develop\glassfish\bin\..\modules\admin-cli.jar
  2764 com.sun.enterprise.glassfish.bootstrap.ASMain
  3788 sun.tools.jps.J
  

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

  选项	作用
  -q	只输出LIMITED，省略主类名称
  -m	输出虚拟机启动时传递给主类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Jar路径
  -v	输出虚拟机启动时的JVM参数

jstat: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。它可以显示本地或者远程[插图]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，在没有GUI图形界面、只提供了纯文本控制台环境的服务器上，它将是运行期定位虚拟机性能问题的常用工具。
• jstat命令格式为：

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

• 对于命令格式中的VMID与LVMID需要特别说明一下：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：

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

• 参数interval和count代表查询间隔和次数，如果省略这2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垃圾收集状况，一共查询20次，那命令应当是：

  jstat -gc 2746 250 20
  

• jstat执行样例

  jstat -gcutil 2764
  S0      S1      E       O        P        YGC    YGCT     FGC    FGCT     GCT
  0.00    0.00    6.20    41.42    47.20    16     0.105    3      0.472    0.577
  

jinfo: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式指定的参数列表，但如果想知道未被显式指定的参数的系统默认值，除了去找资料外，就只能使用jinfo的-flag选项进行查询了（如果只限于JDK 6或以上版本的话，使用java-XX：+PrintFlagsFinal查看参数默认值也是一个很好的选择）。jinfo还可以使用-sysprops选项把虚拟机进程的System.getProperties()的内容打印出来。这个命令在JDK 5时期已经随着Linux版的JDK发布，当时只提供了信息查询的功能，JDK 6之后，jinfo在Windows和Linux平台都有提供，并且加入了在运行期修改部分参数值的能力（可以使用-flag[+|-]name或者-flag name=value在运行期修改一部分运行期可写的虚拟机参数值）。在JDK 6中，jinfo对于Windows平台功能仍然有较大限制，只提供了最基本的-flag选项。
• jinfo命令格式：

  jinfo [option] pid
  

• 执行样例：查询CMSInitiatingOccupancyFraction参数值

  jinfo -flag CMSInitiatingOccupancyFraction 1444
  -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=85
  

• 查询结果表明：这台服务器的新生代Eden区（E，表示Eden）使用了6.2%的空间，2个Survivor区（S0、S1，表示Survivor0、Survivor1）里面都是空的，老年代（O，表示Old）和永久代（P，表示Permanent）则分别使用了41.42%和47.20%的空间。程序运行以来共发生Minor GC（YGC，表示Young GC）16次，总耗时0.105秒；发生Full GC（FGC，表示Full GC）3次，总耗时（FGCT，表示Full GC Time）为0.472秒；所有GC总耗时（GCT，表示GC Time）为0.577秒。
• 使用jstat工具在纯文本状态下监视虚拟机状态的变化，在用户体验上也许不如后文将会提到的JMC、VisualVM等可视化的监视工具直接以图表展现那样直观，但在实际生产环境中不一定可以使用图形界面，而且多数服务器管理员也都已经习惯了在文本控制台工作，直接在控制台中使用jstat命令依然是一种常用的监控方式。

jmap:Java 内存映像工具

• jmap（Memory Map for Java）命令用于生成堆转储快照（一般称为heapdump或dump文件）。如果不使用jmap命令，要想获取Java堆转储快照也还有一些比较“暴力”的手段：譬如在第2章中用过的-XX：+HeapDumpOnOutOfMemoryError参数，可以让虚拟机在内存溢出异常出现之后自动生成堆转储快照文件，通过-XX：+HeapDumpOnCtrlBreak参数则可以使用[Ctrl]+[Break]键让虚拟机生成堆转储快照文件，又或者在Linux系统下通过Kill-3命令发送进程退出信号“恐吓”一下虚拟机，也能顺利拿到堆转储快照。

• jmap的作用并不仅仅是为了获取堆转储快照，它还可以查询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。

• 和jinfo命令一样，jmap有部分功能在Windows平台下是受限的，除了生成堆转储快照的-dump选项和用于查看每个类的实例、空间占用统计的-histo选项在所有操作系统中都可以使用之外，其余选项都只能在Linux/Solaris中使用。

• jmap命令格式：

  jmap [option] vmid
  

• option选项的合法值与具体含义

  选项	作用
  -dump	生成Java堆存储快照
  -finalizerinfo	显示在F-Queue中等待Finalize线程执行finalize方法的对象。只在Linux/Solaris平台下有效
  -heap	显示Java堆详细信息。只在Linux/Solaris平台下有效
  -histo	显示堆中对象统计信息
  -permstat	以ClassLoader为统计口径显示永久代内存状态。只在Linux/Solaris平台下有效
  -F	当虚拟机进程对-dump没有响应时，可以用该参数强制生成快照。只在Linux/Solaris平台下有效

• 使用jmap生成dump文件

  jmap -dump:format=b,file=eclipse.bin 3500
  Dumping heap to C:\Users\IcyFenix\eclipse.bin ...
  Heap dump file created
  

jhat:Java 虚拟机堆转储快照分析工具

• JDK提供jhat（JVM Heap Analysis Tool）命令与jmap搭配使用，来分析jmap生成的堆转储快照。jhat内置了一个微型的HTTP/Web服务器，生成堆转储快照的分析结果后，可以在浏览器中查看。不过实事求是地说，在实际工作中，除非手上真的没有别的工具可用，否则多数人是不会直接使用jhat命令来分析堆转储快照文件的，主要原因有两个方面。一是一般不会在部署应用程序的服务器上直接分析堆转储快照，即使可以这样做，也会尽量将堆转储快照文件复制到其他机器[插图]上进行分析，因为分析工作是一个耗时而且极为耗费硬件资源的过程，既然都要在其他机器上进行，就没有必要再受命令行工具的限制了。另外一个原因是jhat的分析功能相对来说比较简陋，后文将会介绍到的VisualVM，以及专业用于分析堆转储快照文件的Eclipse Memory Analyzer、IBM HeapAnalyzer[插图]等工具，都能实现比jhat更强大专业的分析功能。代码清单4-3演示了使用jhat分析上一节采用jmap生成的Eclipse IDE的内存快照文件。

• 使用jhat分析dump文件

  jhat eclipse.bin
  Reading from eclipse.bin...
  Dump file created Fri Nov 19 22:07:21 CST 2010
  Snapshot read, resolving...
  Resolving 1225951 objects...
  Chasing references, expect 245 dots....
  Eliminating duplicate references...
  Snapshot resolved.
  Started HTTP server on port 7000
  Server is ready.
  

• 屏幕显示“Server is ready.”的提示后，用户在浏览器中输入http://localhost:7000/可以看到分析结果。

• 分析结果默认以包为单位进行分组显示，分析内存泄漏问题主要会使用到其中的“HeapHistogram”（与jmap-histo功能一样）与OQL页签的功能，前者可以找到内存中总容量最大的对象，后者是标准的对象查询语言，使用类似SQL的语法对内存中的对象进行查询统计。

  

jstack: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或者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，都是导致线程长时间停顿的常见原因。线程出现停顿时通过jstack来查看各个线程的调用堆栈，就可以获知没有响应的线程到底在后台做些什么事情，或者等待着什么资源。

• jstack命令格式：

  jstack [option] vmid
  

• option选项的合法值与具体含义。

  选项	作用
  -F	当正常输出的请求不被影响时，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栈的话，可以显示C/C++的堆栈

• 实操参看jstack线程分析