JVM性能分析與定位

一分鐘說明

本文章主要是針對現網的cpu和內存性能分析，主要針對Java應用。
涉及知識點：
- top命令
- jstack工具（查看線程）
- jmap工具（查看內存堆棧）
- jstat工具(監控資源和性能）
- jvisualvm可視化工具（配合jmap一起使用）

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top命令

• top -c
  

  顯示進程運行信息列表
  

• top -Hp <進程號>
  顯示這個進程下面的所有線程運行信息列表
  
  輸入大寫P，按CPU使用率降序；
  輸入大寫M，按內存使用率降序；
  TIME列就是各個Java線程耗費的CPU時間。

jstack工具

• jstack是查看某個Java進程內的線程堆棧信息，JDK自帶工具。

• jstack命令的語法格式：jstack <pid>。可以用jps查看java進程id。

• 因爲堆棧裏，線程id是用16進製表示的。所以將獲取的線程號（十進制數）轉換成十六進制。eg：printf '%x\n' 9912
  

• jstack <進程號> | grep <16進制線程號>
  

• 線程狀態說明

  死鎖，Deadlock（重點關注）
  執行中，Runnable
  等待資源，Waiting on condition（重點關注）
  等待獲取監視器，Waiting on monitor entry（重點關注）
  暫停，Suspended
  對象等待中，Object.wait() 或 TIMED_WAITING
  阻塞，Blocked（重點關注）
  停止，Parked

  參考鏈接：http://www.cnblogs.com/zhengyun_ustc/archive/2013/01/06/dumpanalysis.html

jmap工具

• jmap用來查看java程序堆內存使用狀況

• 命令格式：jmap [ option ] pid

  -dump:[live,]format=b,file= 使用hprof二進制形式,輸出jvm的heap內容到文件=. live子選項是可選的，假如指定live選項,那麼只輸出活的對象到文件.
  -finalizerinfo 打印正等候回收的對象的信息.
  -heap 打印heap的概要信息，GC使用的算法，heap的配置及wise heap的使用情況.
  -histo[:live] 打印每個class的實例數目,內存佔用,類全名信息. VM的內部類名字開頭會加上前綴”*”. 如果live子參數加上後,只統計活的對象數量.
  -permstat 打印classload和jvm heap長久層的信息. 包含每個classloader的名字,活潑性,地址,父classloader和加載的class數量. 另外,內部String的數量和佔用內存數也會打印出來.
  -h | -help 打印輔助信息
  -F 強迫.在pid沒有相應的時候使用-dump或者-histo參數. 在這個模式下,live子參數無效.

• *jmap -heap (查看實例)

  Attaching to process ID 31846, please wait…
  Debugger attached successfully.
  Server compiler detected.
  JVM version is 24.71-b01
  using thread-local object allocation.
  Parallel GC with 4 thread(s)//GC 方式
  Heap Configuration: //堆內存初始化配置
  MinHeapFreeRatio = 0 //對應jvm啓動參數-XX:MinHeapFreeRatio設置JVM堆最小空閒比率(default 40)
  MaxHeapFreeRatio = 100 //對應jvm啓動參數 -XX:MaxHeapFreeRatio設置JVM堆最大空閒比率(default 70)
  MaxHeapSize = 2082471936 (1986.0MB) //對應jvm啓動參數-XX:MaxHeapSize=設置JVM堆的最大大小
  NewSize = 1310720 (1.25MB)//對應jvm啓動參數-XX:NewSize=設置JVM堆的‘新生代’的默認大小
  MaxNewSize = 17592186044415 MB//對應jvm啓動參數-XX:MaxNewSize=設置JVM堆的‘新生代’的最大大小
  OldSize = 5439488 (5.1875MB)//對應jvm啓動參數-XX:OldSize=:設置JVM堆的‘老生代’的大小
  NewRatio = 2 //對應jvm啓動參數-XX:NewRatio=:‘新生代’和‘老生代’的大小比率
  SurvivorRatio = 8 //對應jvm啓動參數-XX:SurvivorRatio=設置年輕代中Eden區與Survivor區的大小比值
  PermSize = 21757952 (20.75MB) //對應jvm啓動參數-XX:PermSize=:設置JVM堆的‘永生代’的初始大小
  MaxPermSize = 85983232 (82.0MB)//對應jvm啓動參數-XX:MaxPermSize=:設置JVM堆的‘永生代’的最大大小
  G1HeapRegionSize = 0 (0.0MB)
  Heap Usage://堆內存使用情況
  PS Young Generation
  Eden Space://Eden區內存分佈
  capacity = 33030144 (31.5MB)//Eden區總容量
  used = 1524040 (1.4534378051757812MB) //Eden區已使用
  free = 31506104 (30.04656219482422MB) //Eden區剩餘容量
  4.614088270399305% used //Eden區使用比率
  From Space: //其中一個Survivor區的內存分佈
  capacity = 5242880 (5.0MB)
  used = 0 (0.0MB)
  free = 5242880 (5.0MB)
  0.0% used
  To Space: //另一個Survivor區的內存分佈
  capacity = 5242880 (5.0MB)
  used = 0 (0.0MB)
  free = 5242880 (5.0MB)
  0.0% used
  PS Old Generation //當前的Old區內存分佈
  capacity = 86507520 (82.5MB)
  used = 0 (0.0MB)
  free = 86507520 (82.5MB)
  0.0% used
  PS Perm Generation//當前的 “永生代” 內存分佈
  capacity = 22020096 (21.0MB)
  used = 2496528 (2.3808746337890625MB)
  free = 19523568 (18.619125366210938MB)
  11.337498256138392% used
  670 interned Strings occupying 43720 bytes.

• jmap -histo (查看實例)

• jmap -dump:format=b,file=heap.bin

  把內存結構全部dump到二進制文件中
  然後使用jvisualvm可視化工具查看內容結構（eclipse 的MemoryAnalyzer也可以）

jstat

• 使用jstat命令查看jvm的GC情況
• 引用：http://www.cnblogs.com/qmfsun/p/5601734.html

Options，選項，我們一般使用 -gcutil 查看gc情況 vmid，VM的進程號，即當前運行的java進程號 interval，間隔時間，單位爲秒或者毫秒 count，打印次數，如果缺省則打印無數次

通常運行命令如下：

jstat -gc 12538 5000
即會每5秒一次顯示進程號爲12538的java進成的GC情況，
顯示內容如下圖：

jstat -gc 21711 250 4
vmid是虛擬機ID，在Linux/Unix系統上一般就是進程ID。interval是採樣時間間隔。count是採樣數目。比如下面輸出的是GC信息，採樣時間間隔爲250ms，採樣數爲4

• 說明

  S0C、S1C、S0U、S1U：Survivor 0/1區容量（Capacity）和使用量（Used）
  EC、EU：Eden區容量和使用量
  OC、OU：年老代容量和使用量
  PC、PU：永久代容量和使用量
  YGC、YGT：年輕代GC次數和GC耗時
  FGC、FGCT：Full GC次數和Full GC耗時
  GCT：GC總耗時

• 顯示內容說明如下（部分結果是通過其他其他參數顯示的，暫不說明）：

  S0C：年輕代中第一個survivor（倖存區）的容量 (字節)
  S1C：年輕代中第二個survivor（倖存區）的容量 (字節)
  S0U：年輕代中第一個survivor（倖存區）目前已使用空間 (字節)

  S1U：年輕代中第二個survivor（倖存區）目前已使用空間 (字節)
  EC：年輕代中Eden（伊甸園）的容量 (字節)
  EU：年輕代中Eden（伊甸園）目前已使用空間 (字節)
  OC：Old代的容量 (字節)
  OU：Old代目前已使用空間 (字節)
  PC：Perm(持久代)的容量 (字節)
  PU：Perm(持久代)目前已使用空間 (字節)
  YGC：從應用程序啓動到採樣時年輕代中gc次數
  YGCT：從應用程序啓動到採樣時年輕代中gc所用時間(s)
  FGC：從應用程序啓動到採樣時old代(全gc)gc次數
  FGCT：從應用程序啓動到採樣時old代(全gc)gc所用時間(s)
  GCT：從應用程序啓動到採樣時gc用的總時間(s)
  NGCMN：年輕代(young)中初始化(最小)的大小 (字節)
  NGCMX：年輕代(young)的最大容量 (字節)
  NGC：年輕代(young)中當前的容量 (字節)
  OGCMN：old代中初始化(最小)的大小 (字節)
  OGCMX：old代的最大容量 (字節)
  OGC：old代當前新生成的容量 (字節)
  PGCMN：perm代中初始化(最小)的大小 (字節)
  PGCMX：perm代的最大容量 (字節)
  PGC：perm代當前新生成的容量 (字節)
  S0：年輕代中第一個survivor（倖存區）已使用的佔當前容量百分比
  S1：年輕代中第二個survivor（倖存區）已使用的佔當前容量百分比
  E：年輕代中Eden（伊甸園）已使用的佔當前容量百分比
  O：old代已使用的佔當前容量百分比
  P：perm代已使用的佔當前容量百分比
  S0CMX：年輕代中第一個survivor（倖存區）的最大容量 (字節)
  S1CMX ：年輕代中第二個survivor（倖存區）的最大容量 (字節)
  ECMX：年輕代中Eden（伊甸園）的最大容量 (字節)
  DSS：當前需要survivor（倖存區）的容量 (字節)（Eden區已滿）
  TT： 持有次數限制
  MTT ： 最大持有次數限制