本文部分摘自《深入理解 Java 虛擬機第三版》
基礎故障處理工具
Java 開發人員肯定都知道 JDK 的 bin 目錄下有許多小工具，這些小工具除了用於編譯和運行 Java 程序外，打包、部署、簽名、調試、監控、運維等各種場景都可能會見到它們的影子
本文主要介紹的是用於監視虛擬機運行狀態和進行故障處理的工具，根據軟件可用性和授權的不同，可以分成三類：
- 商業授權工具：主要是 JMC（Java Mission Control）及它要使用到的 JFR（Java Flight Recorder）。JMC 在個人開發環境中使用是免費的，但在商業環境中使用則需付費
- 正式支持工具：這一類工具屬於長期被支持的工具
- 實驗性工具：這一類工具帶有實驗性質，日後可能會轉正，也可能會在某個 JDK 版本中無聲無息地消失
虛擬機進程狀況工具
使用 jps（JVM Process Status Tool）可以列出正在運行的虛擬機進程，並顯示虛擬機執行主類（main 函數所在的類）名稱以及這些進程的本地虛擬機唯一 ID（LVMID，Local Virtual Machine Identifier）
該命令可以獲取虛擬機進程的 LVMID，從而定位想要監控的程序，而 LVMID 一般與操作系統的進程 ID 一致
jps [options] [hostid]
jps 也可以通過 RMI 協議查詢開啓了 RMI 服務的遠程 Java 虛擬機進程狀態，參數 hostid 爲 RMI 註冊表中註冊的主機名
jps 的其他常用選項如表：
| 選項 | 作用 |
|---|---|
| -q | 只輸出 LVMID，省略主類的名稱 |
| -m | 輸出虛擬機進程啓動時傳遞給主類 main() 函數的參數 |
| -l | 輸出主類的全名，如果進程執行的是 JAR 包，則輸出 |
| -v | 輸出虛擬機進程啓動時的 JVM 參數 |
虛擬機統計信息監視工具
jstat（JVM Statistics Monitoring Tool）是用於監視虛擬機各種運行狀態信息的命令行工具，可以顯示本地或者遠程虛擬機進程中的類加載、內存、垃圾收集、即時編譯等運行時數據
jstat [ option vmid [interval[s|ms] [count]] ]
如果是本地虛擬機進程，VMID 與 LVMID 是一致的；如果是遠程虛擬機進程，那 VMID 的格式應當是
[protocaol:][//]lvmid[@hostname[:port]/servername]
參數 interval 和 count 代表查詢間隔和次數，如果省略這兩個參數，說明只查詢一次。假設需要每 250 毫秒查詢一次進程 2764 的垃圾收集情況，一共查詢 20 次，那命令應當是
jstat -gc 2764 250 20
選項 option 代表用戶希望查詢的虛擬機信息，主要分三類：類加載、垃圾收集、運行期編譯狀況等
| 選項 | 作用 |
|---|---|
| -class | 監視類加載、卸載數量、總空間以及類裝載所耗費的時間 |
| -gc | 監視 Java 堆狀況，包括 Eden 區、兩個 Survivor 區、老年代、永久代等的容量、已用空間、垃圾收集時間合計等信息 |
| -gccapacity | 監視內容與 -gc 基本相同，但輸出主要關注 Java 堆各個區域使用到的最大、最小空間 |
| -gcutil | 監視內容與 -gc 基本相同，但輸出主要關注已使用空間佔總空間的百分比 |
| -gccause | 與 -gcutil 功能一樣，但會額外輸出導致上一次垃圾收集產生的原因 |
| -gcnew | 監視新生代垃圾收集情況 |
| -gcnewcapacity | 監視內容與 -gcnew 基本相同，但輸出主要關注使用到的最大、最小空間 |
| -gcold | 監視老年代垃圾收集情況 |
| -gcoldcapacity | 監視內容與 -gcold 基本相同，但輸出主要關注使用到的最大、最小空間 |
| -gcpermcapacity | 輸出永久代使用到的最大、最小空間 |
| -compiler | 輸出即時編譯器編譯過的方法、耗時等信息 |
| -printcompilation | 輸出已經被即時編譯的方法 |
Java 配置信息工具
jinfo（Configuration Info for Java）的作用是實時查看和調整虛擬機各項參數，使用 jps 命令的 -v 參數可以查看虛擬機啓動時顯示指定的參數列表，獲取 pid
jinfo [option] pid
使用 -flag <name> 選項打印虛擬機標記參數的值，name 表示虛擬機標記參數的名稱
jinfo -flag PrintGC 21768
使用 -flag [+|-]<name> 選項可以開啓或關閉虛擬機表示參數，+ 表示開啓，- 表示關閉
jinfo -flag +PrintGC 21768
jinfo -flag -PrintGC 21768
使用 -flag <name> = <value> 可以設置虛擬機標記參數的值，但並不是每個參數都可以被動態修改
jinfo -flag HeapDumpPath=C:\error.hprof 21768
剩下的常用選項如表
| 選項 | 作用 |
|---|---|
| -flags | 打印虛擬機參數，如 -XX:NewSize |
| no option | 不帶任何選項時，會同時打印虛擬機參數和系統參數 |
| -sysprops | 打印系統參數 |
| -h | -help | 打印幫助信息 |
Java 內存映射工具
jmap（Memory Map for Java）命令用於生成堆轉儲快照，還可以查詢 finalize 執行隊列、Java 堆和方法區的詳細信息，如空間使用率、當前用的是哪種收集器等
jmap [option] vmid
option 選項的合法值與具體含義
| 選項 | 作用 |
|---|---|
| -dump | 生成 Java 堆轉儲快照，格式爲 -dump:[live,]format=b,file=<filename>，其中 live 子參數說明是否只 dump 出存活的對象 |
| -finalizerinfo | 顯示在 F-Queue 中等待 Finalizer 線程執行 finalize 方法的對象 |
| -heap | 顯示 Java 堆詳細信息，如使用哪種回收期、參數配置、分代狀況 |
| -histo | 顯示堆中對象統計信息，包括類、實例數量、合計容量 |
| -permstat | 以 ClassLoader 爲統計口徑顯示永久代內存狀態 |
| -F | 當虛擬機進程對 -dump 選項沒有響應時，可使用該選項強制生成 dump 快照 |
虛擬機堆轉儲快照分析工具
JDK 提供 jhat（JVM Heap Analysis Tool）命令和 jmap 搭配使用，用來分析 jmap 生成的堆轉儲快照。不過 jhat 的分析功能相等簡陋，一般會使用其他功能更強大的分析工具
jhat 內置一個簡單的 web 服務器，此命令執行後，jhat 在命令行裏顯示分析結果的訪問地址，可以用 -port 選項指定端口
有時 dump 出來的堆很大，在啓動時會報堆空間不足的錯誤，可以使用如下參數
jhat -J-Xmx512m <heap dump file> # 這個內存大小可根據自己電腦進行設置
Java 堆棧跟蹤工具
jstack（Stack Trace for Java）命令用於生成虛擬機當前時刻的線程快照（一般稱爲 threaddump 或 javacore 文件）。線程快照就是當前虛擬機內每一條線程正在執行的方法堆棧的集合，生成線程快照的目的通常是定位線程出現長時間停頓的原因，如線程間死鎖、死循環、請求外部資源導致的長時間掛起等
jstack [option] vmid
option 選項的合法值與具體含義如表
| 選項 | 作用 |
|---|---|
| -F | 當正常輸出的請求不被響應時，強制輸出線程堆棧 |
| -l | 除堆棧外，顯示關於鎖的附加信息 |
| -m | 如果調用到本地方法的話，可以顯示 C/C++ 的堆棧 |
從 JDK5 開始，java.lang.Thread 類新增了一個 getAllStackTraces() 方法用於獲取虛擬機中所有線程的 StackTraceElement 對象，使用這個方法可以完成 jstack 的大部分功能，在實際項目中可以調用這個方法做一個管理員頁面，隨時使用瀏覽器來查閱線程堆棧