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性能优化一向是后端服务优化的重点，但是线上性能故障问题不是经常出现，或者受限于业务产品，根本就没办法出现性能问题，包括笔者自己遇到的性能问题也不多，所以为了提前储备知识，当出现问题的时候不会手忙脚乱，我们本篇文章来模拟下常见的几个Java性能故障，来学习怎么去分析和定位。
Linux性能监测命令
top
top命令使我们最常用的Linux命令之一，它可以实时的显示当前正在执行的进程的CPU使用率，内存使用率等系统信息。
Cpu(s):
6.4%us 用户空间占用CPU百分比
6.5%sy 内核空间占用CPU百分比
0.0%ni 用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比
87.1%id 空闲CPU百分比
top -Hp <pid>可以查看某一个线程的系统资源使用情况。
vmstat
vmstat是一个指定周期和采集次数的虚拟内存检测工具，可以统计内存，CPU，swap的使用情况，它还有一个重要的常用功能，用来观察进程的上下文切换。
比如vmstat 5 5命令，指的是每隔5秒做一次采样，总共做5次采样。
r: 运行队列中进程数量（当数量大于CPU核数表示有阻塞的线程）
b: 等待IO的进程数量
swpd: 使用虚拟内存大小
free: 空闲物理内存大小
buff: 用作缓冲的内存大小(内存和硬盘的缓冲区)
cache: 用作缓存的内存大小（CPU和内存之间的缓冲区）
si: 每秒从交换区写到内存的大小，由磁盘调入内存
so: 每秒写入交换区的内存大小，由内存调入磁盘
bi: 每秒读取的块数
bo: 每秒写入的块数
in: 每秒中断数，包括时钟中断。
cs: 每秒上下文切换数。
us: 用户进程执行时间百分比(user time)
sy: 内核系统进程执行时间百分比(system time)
wa: IO等待时间百分比
id: 空闲时间百分比
pidstat
pidstat 是 Sysstat 中的一个组件，也是一款功能强大的性能监测工具，top 和 vmstat 两个命令都是监测进程的内存、CPU 以及 I/O 使用情况，而 pidstat 命令可以检测到线程级别的。
UID ：被监控任务的真实用户ID。
TGID ：线程组ID。
TID：线程ID。
cswch/s：主动切换上下文次数，这里是因为资源阻塞而切换线程，比如锁等待等情况。
nvcswch/s：被动切换上下文次数，这里指CPU调度切换了线程。
JDK 监控和故障处理工具
这些命令在 JDK 安装目录下的 bin 目录下：
- jps (JVM Process Status）: 类似 UNIX 的 ps 命令。用户查看所有 Java 进程的启动类、传入参数和 Java 虚拟机参数等信息；
- jstat（ JVM Statistics Monitoring Tool）: 用于收集 HotSpot 虚拟机各方面的运行数据;
- jinfo (Configuration Info for Java) : Configuration Info forJava,显示虚拟机配置信息;
- jmap (Memory Map for Java) :生成堆转储快照;
- jhat (JVM Heap Dump Browser ) : 用于分析 heapdump 文件，它会建立一个 HTTP/HTML 服务器，让用户可以在浏览器上查看分析结果;
- jstack (Stack Trace for Java):生成虚拟机当前时刻的线程快照，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。
jps:查看所有 Java 进程
jps：显示虚拟机执行主类名称以及这些进程的本地虚拟机唯一 ID（Local Virtual Machine Identifier,LVMID）。
jps -q ：只输出进程的本地虚拟机唯一 ID。
jps -l:输出主类的全名，如果进程执行的是 Jar 包，输出 Jar 路径。
jps -m：输出传递给 Java 进程 main() 函数的参数。
jstat: 监视虚拟机各种运行状态信息
jstat（JVM Statistics Monitoring Tool） 使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（需要远程主机提供 RMI 支持）虚拟机进程中的类信息、内存、垃圾收集、JIT 编译等运行数据，在没有 GUI，只提供了纯文本控制台环境的服务器上，它将是运行期间定位虚拟机性能问题的首选工具。
jstat 命令使用格式：
jstat -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval> [<count>]]
比如 jstat -gc -h3 21387 1000 10表示分析进程 id 为 31736 的 gc 情况，每隔 1000ms 打印一次记录，打印 10 次停止，每 3 行后打印指标头部。
S0C：第一个幸存区的大小
S1C：第二个幸存区的大小
S0U：第一个幸存区的使用大小
S1U：第二个幸存区的使用大小
EC：伊甸园区的大小
EU：伊甸园区的使用大小
OC：老年代大小
OU：老年代使用大小
MC：方法区大小
MU：方法区使用大小
CCSC:压缩类空间大小
CCSU:压缩类空间使用大小
YGC：年轻代垃圾回收次数
YGCT：年轻代垃圾回收消耗时间
FGC：老年代垃圾回收次数
FGCT：老年代垃圾回收消耗时间
GCT：垃圾回收消耗总时间
又比如，jstat -class 21387 1000 3统计类加载的信息。
Loaded:加载class的数量
Bytes：所占用空间大小
Unloaded：未加载数量
Bytes:未加载占用空间
Time：时间
又比如，jstat -compiler 21387 1000 3统计编译的信息。
Compiled：编译数量。
Failed：失败数量
Invalid：不可用数量
Time：时间
FailedType：失败类型
FailedMethod：失败的方法
jinfo: 实时地查看和调整虚拟机各项参数
jinfo vmid :输出当前 jvm 进程的全部参数和系统属性 (第一部分是系统的属性，第二部分是 JVM 的参数)。
jinfo -flag name vmid :输出对应名称的参数的具体值。比如输出 MaxHeapSize、查看当前 jvm 进程是否开启打印 GC 日志 ( -XX:PrintGCDetails :详细 GC 日志模式，这两个都是默认关闭的)。
jmap:生成堆转储快照
jmap（Memory Map for Java）命令用于生成堆转储快照。 如果不使用 jmap 命令，要想获取 Java 堆转储，可以使用 “-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError” 参数，可以让虚拟机在 OOM 异常出现之后自动生成 dump 文件，Linux 命令下可以通过 kill -3 发送进程退出信号也能拿到 dump 文件。
jmap 的作用并不仅仅是为了获取 dump 文件，它还可以查询 finalizer 执行队列、Java 堆和永久代的详细信息，如空间使用率、当前使用的是哪种收集器等。和jinfo一样，jmap有不少功能在 Windows 平台下也是受限制的。
jhat: 分析 heapdump 文件
jhat 用于分析 heapdump 文件，它会建立一个 HTTP/HTML 服务器，让用户可以在浏览器上查看分析结果。
jstack :生成虚拟机当前时刻的线程快照
jstack（Stack Trace for Java）命令用于生成虚拟机当前时刻的线程快照。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主要是定位线程长时间出现停顿的原因，如线程间死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间等待等都是导致线程长时间停顿的原因。线程出现停顿的时候通过jstack来查看各个线程的调用堆栈，就可以知道没有响应的线程到底在后台做些什么事情，或者在等待些什么资源。
JDK 可视化分析工具
JConsole:Java 监视与管理控制台
JConsole 是基于 JMX 的可视化监视、管理工具。可以很方便的监视本地及远程服务器的 java 进程的内存使用情况。你可以在控制台输出console命令启动或者在 JDK 目录下的 bin 目录找到jconsole.exe然后双击启动。
Visual VM:多合一故障处理工具
VisualVM 提供在 Java 虚拟机 (Java Virutal Machine, JVM) 上运行的 Java 应用程序的详细信息。在 VisualVM 的图形用户界面中，您可以方便、快捷地查看多个 Java 应用程序的相关信息。Visual VM 官网：https://visualvm.github.io/ 。Visual VM 中文文档:https://visualvm.github.io/documentation.html。