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写在前面

本文主要介绍JVM相关参数、以及参数如何使用,另外会对JVM常用命令进行解读说明,包括会对较为流行的图形化界面分析工具做简单介绍。

一、JVM参数

1.1. 标准参数

  • -version
  • help
  • -server
  • -cp

image-20201128222827127

1.2. -X参数

非标准参数,也就是在JDK各个版本中可能会变动的

  • -xint 解释执行
  • -xcomp 编译执行
  • -xmixed 混合模式,JVM自己来决定

关于解释型语言和编译型语言的区别,以及Java语言特性,可以阅读这边文章

https://blog.csdn.net/zhu_xun/article/details/16921413

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1.3. -XX参数

使用得最多的参数类型,非标准化参数,相对不稳定,主要用于JVM调优和Debug时使用。

  • Boolean类型
    • 格式:-XX:[+-] +或-表示启用或者禁用name属性
    • 比如:-XX:+UseConcMarkSweepGC 表示启用CMS类型的垃圾回收器
      -XX:+UseG1GC 表示启用G1类型的垃圾回收器
  • 非Boolean类型
    • 格式:-XX=表示name属性的值是value
    • 比如:-XX:MaxGCPauseMillis=500 设置停顿时间或设置吞吐量占比

1.4. 其它参数

  • -Xms1000等价于-XX:InitialHeapSize=1000 堆的初始化大小

  • -Xmx1000等价于-XX:MaxHeapSize=1000 堆的最大内存

  • -Xss100等价于-XX:ThreadStackSize=100 栈的最小内存

所以这样的写法也相当于-XX类型的参数

1.5. 查看参数内容

终端上输入java -XX:+PrintFlagsFinal -version > flflags.txt

image-20201128225105659

值得注意的是"="表示默认值,":="表示被用户或JVM修改后的值,要想查看某个进程具体参数的值,可以使用jinfo,这块后面聊,一般要设置参数,可以先查看一下当前参数是什么,然后进行修改。

1.6. 设置参数的方式

  • 开发工具IDE中设置,如IDEA、Eclipse
  • 运行jar包的时候指定个参数:java -XX:+UseG1GC xxx.jar
  • web容器比如tomcat,可以在脚本中进行设置,如catalina.sh中
  • 通过jinfo实时调整某个java进程的参数(参数只有被标记为manageable的flflags可以被实时修改,可通过上述1.5中内容命令进行查看哪些可以被实时修改)

1.7. 参数设置实践

  1. 设置堆内存大小和参数打印

    -Xmx100M -Xms100M -XX:+PrintFlagsFinal

    image-20201128230717625

  2. 查询+PrintFlagsFinal的值

    image-20201128230909536

    image-20201128230936198

    :=true 表示手动修改的,不是JVM默认的参数

  3. 查询堆内存大小MaxHeapSize

    := 104857600

  4. 换算

    104857600(Byte)/1024=102400(KB)

    102400(KB)/1024=100(MB)

  5. 结论

    104857600是字节单位,设置堆大小参数成功

1.8. 常用参数含义

参数含义说明
-XX:CICompilerCount=3最大并行编译数如果设置大于1,虽然编译速度会提高,但是同样影响系统稳定性,会增加JVM崩溃的可能
-XX:InitialHeapSize=100M初始化堆大小简写-Xms100M
-XX:MaxHeapSize=100M最大堆大小简写-Xmx100M
-XX:NewSize=20M设置年轻代的大小
-XX:MaxNewSize=50M年轻代最大大小
-XX:OldSize=50M设置老年代大小
-XX:MaxMetaspaceSize=50M方法区最大大小
-XX:+UseParallelGC使用UseParallelGC新生代,吞吐量优先
-XX:+UseParallelOldGC使用UseParallelOldGC老年代,吞吐量优先
-XX:+UseConcMarkSweepGC使用CMS老年代,停顿时间优先
-XX:+UseG1GC使用G1GC新生代,老年代,停顿时间优先
-XX:NewRatio新老生代的比值比如-XX:Ratio=4,则表示新生代:老年代=1:4,也就是新生代占整个堆内存的1/5
-XX:SurvivorRatio两个S区和Eden区的比值比如-XX:SurvivorRatio=8,也就是(S0+S1):Eden=2:8,也就是一个S占整个新生代的1/10
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError启动堆内存溢出打印当JVM堆内存发生溢出时,也就是OOM,自动生成dump文件
-XX:HeapDumpPath=heap.hprof指定堆内存溢出打印目录表示在当前目录生成一个heap.hprof文件
-XX:+PrintGCDetails
-XX:+PrintGCTimeStamps
-XX:+PrintGCDateStamps
-Xloggc:$CATALINA_HOME/logs/gc.log
打印出GC日志可以使用不同的垃圾收集器,对比查看GC情况
-Xss128k设置每个线程的堆栈大小经验值是3000-5000最佳,默认1M
-XX:MaxTenuringThreshold=6提升年老代的最大临界值默认值为 15
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent启动并发GC周期时堆内存使用占比G1之类的垃圾收集器用它来触发并发GC周期,基于整个堆的使用率,而不只是某一代内存的使用比. 值为 0 则表示”一直执行GC循环”. 默认值为 45.
-XX:G1HeapWastePercent允许的浪费堆空间的占比默认是10%,如果并发标记可回收的空间小于10%,则不会触发MixedGC。
-XX:MaxGCPauseMillis=200msG1最大停顿时间暂停时间不能太小,太小的话就会导致出现G1跟不上垃圾产生的速度。最终退化成Full GC。所以对这个参数的调优是一个持续的过程,逐步调整到最佳状态。
-XX:ConcGCThreads=n并发垃圾收集器使用的线程数量默认值随JVM运行的平台不同而不同
-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent=65混合垃圾回收周期中要包括的旧区域设置默认占用率为 65%
-XX:G1MixedGCCountTarget=8设置标记周期完成后,对存活数据上限为默认8次混合垃圾回收,混合回收的目标是要控制在此目标次数以内
-XX:G1OldCSetRegionThresholdPercent=1描述Mixed GC时,Old Region被加入到默认情况下,G1只把10%的Old Region加入到CSet中

二、常用命令

2.1. jps

查看Java进程 jps

The jps command lists the instrumented Java HotSpot VMs on the target system. The command is limited to reporting information on JVMs for which it has the access permissions.

jps命令列出了目标系统上已检测到的Java HotSpot VM。 该命令仅限于报告有关其具有访问权限的JVM的信息 。

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2.2. jinfo

2.2.1. 作用

实时查看和调整JVM配置参数

The jinfo command prints Java configuration information for a specified Java process or core file or a remote debug server. The configuration information includes Java system properties and Java Virtual Machine (JVM) command-line flags.

jinfo命令显示指定的Java进程或核心文件或远程调试服务器的Java配置信息。配置信息包括Java系统属性和Java虚拟机(JVM)命令行标志配置信息。

2.2.2. 查看

jinfo -flflag name PID 查看某个java进程的name属性的值

jinfo -flag MaxHeapSize PID 

jinfo -flag UseG1GC PID 

image-20201129011206198

从上图可以看到最大的堆内存为 4294967296byte/1024kb/1024mb/1024gb=4G,没有使用G1收集器。

2.2.3. 修改

参数只有被标记为manageable的flags可以被实时修改。

我们通过HeapDumpOnOutOfMemoryError flag参数来验证,这个参数是可以被实时修改的。

image-20201129012319794

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为修改前是false,终端输入命令jinfo -flag +HeapDumpOnOutOfMemoryError 3484后再来看结果:

image-20201129012745355

jinfo -flags PID 可以查看所有的参数,由上图可知参数 HeapDumpOnOutOfMemoryError 已经改为true了。

2.3. jstat

2.3.1. 作用

The jstat command displays performance statistics for an instrumented Java HotSpot VM. The target JVM is identified by its virtual machine identifier, or vmid option.

jstat命令显示已检测的Java HotSpot VM的性能统计信息。目标JVM由其虚拟机标识符或vmid选项标识。

2.3.2. 查看类装载信息

jstat -class PID 1000 10 查看某个java进程的类装载信息,每1000毫秒输出一次,共输出10 次

image-20201129014712884

2.3.3. 查看垃圾收集信息

jstat -gc PID 1000 10

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2.4 jstack

2.4.1. 作用

查看线程堆栈信息

The jstack command prints Java stack traces of Java threads for a specified Java process, core file, or remote debug server.

jstack命令为指定的Java进程,核心文件或远程调试服务器打印Java线程的Java堆栈跟踪。

用法

jstack PID

image-20201129020007829

2.4.2. 排查死锁案例

DeadLockDemo

/**
 * Created by zhangfeibiao on 2020/11/29.
 */
//运行主类 
public class DeadLockDemo {
    public static void main(String[] args) {
        DeadLock d1 = new DeadLock(true);
        DeadLock d2 = new DeadLock(false);
        Thread t1 = new Thread(d1);
        Thread t2 = new Thread(d2);
        t1.start();
        t2.start();
    }
}
//定义锁对象
class MyLock {
    public static Object obj1 = new Object();
    public static Object obj2 = new Object();
}
//死锁代码
class DeadLock implements Runnable {
    private boolean flag;

    DeadLock(boolean flag) {
        this.flag = flag;
    }

    public void run() {
        if (flag) {
            while (true) {
                synchronized (MyLock.obj1) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "----if 获得obj1锁");
                    synchronized (MyLock.obj2) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--- -if获得obj2锁");
                    }
                }
            }
        } else {
            while (true) {
                synchronized (MyLock.obj2) {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "----否则 获得obj2锁");
                    synchronized (MyLock.obj1) {
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--- -否则获得obj1锁");
                    }
                }
            }
        }
    }
}

运行结果

image-20201129020343503

jstack分析

image-20201129020754165

把打印信息拉到最后可以发现有java级别的死锁日志,然后生产情况我们可以根据日志进行跟踪定位。

image-20201129020806356

2.5. jmap

2.5.1. 作用

生成堆转储快照

The jmap command prints shared object memory maps or heap memory details of a specified process, core file, or remote debug server.

jmap命令打印指定进程,核心文件或远程调试服务器的共享对象内存映射或堆内存详细信息。

打印出堆内存相关信息

-XX:+PrintFlagsFinal -Xms300M -Xmx300M 
jmap -heap PID

image-20201129021221249

2.5.2. 使用

dump出堆内存相关信息

jmap -dump:format=b,fifile=heap.hprof PID

image-20201129021342031

要是在发生堆内存溢出的时候,能自动dump出该文件就好了,一般在开发中,JVM参数可以加上下面两句,这样内存溢出时,会自动dump出该文件

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 
-XX:HeapDumpPath=heap.hprof

三、常用工具

我们上面讲到的都是通过命令的形式来查看相关文件,这样不够直观,其实已经有很多图形化的工具了。

3.1. jconsole

jconsole工具是JDK自带的可视化监控工具,可以查看java应用程序的运行概况、监控堆信息、永久区使用情况、类加载情况等,可以连接本地应用程序,也可以连接远端服务。

命令行终端输入jconsole

image-20201129132353845

3.2. jvisualvm

Jvisualvm工具也是jdk自带的工具,可以监控本地和远端的java进程cpu、类、线程等。

连接本地程序

我们通过jvisualvm连接上面死锁的程序,可以看到界面上很直观的提示出来了。

image-20201129133159571

也可以很直观的看到java程序的内存运行情况,不过要看这个界面需要装一个Visual GC插件。

image-20201129133411720

连接远端程序

在visualvm中选中“远程”,右击“添加”,输入远端公网ip,然后配置jmx就可以连接了

3.3. Arthas

https://github.com/alibaba/arthas

Arthas allows developers to troubleshoot production issues for Java applications without modifying code or restarting servers.

Arthas允许开发人员解决Java应用程序的生产问题,而无需修改代码或重新启动服务器。

Arthas 是Alibaba开源的Java诊断工具,采用命令行交互模式,是排查jvm相关问题的利器。

Arthas 是Alibaba开源的Java诊断工具,深受开发者喜爱。

当你遇到以下类似问题而束手无策时,Arthas 可以帮助你解决:

  1. 这个类从哪个jar包加载的?为什么会报各种类相关的Exception
  2. 我改的代码为什么没有执行到?难道是我没commit?分支搞错了?
  3. 遇到问题无法在线上debug,难道只能通过加日志再重新发布吗?
  4. 线上遇到某个用户的数据处理有问题,但线上同样无法debug,线下无法重现。。
  5. 是否有一个全局视角来查看系统的运行状况?
  6. 有什么办法可以监控到JVM的实时运行状况?
  7. 怎么快速定位应用的特点,生成火焰图?

Arthas 支持JDK 6+,支持Linux/Mac/Windows,采用命令交互模式,同时提供丰富的tab自动补全功能,进一步进行问题的定位和诊断。

下载安装

curl -O https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar 
java -jar arthas-boot.jar 
# 然后可以选择一个Java进程
image-20201129135836836

Print usage

java -jar arthas-boot.jar -h

常用命令

version:查看arthas版本号 
help:查看命名帮助信息 
cls:清空屏幕 
session:查看当前会话信息 
quit:退出arthas客户端 
--- 
dashboard:当前进程的实时数据面板 
thread:当前JVM的线程堆栈信息 
jvm:查看当前JVM的信息 
sysprop:查看JVM的系统属性 
--- 
sc:查看JVM已经加载的类信息 
dump:dump已经加载类的byte code到特定目录 
jad:反编译指定已加载类的源码 
--- 
monitor:方法执行监控 
watch:方法执行数据观测 
trace:方法内部调用路径,并输出方法路径上的每个节点上耗时 
stack:输出当前方法被调用的调用路径 
......

3.4. perfma

https://console.perfma.com/

image-20201129141513100

3.5. MAT

Java堆分析器,用于查找内存泄漏

Heap Dump,称为堆转储文件,是Java进程在某个时间内的快照

下载地址 :https://www.eclipse.org/mat/downloads.php

Dump信息包含的内容

  • All Objects

    Class, fifields, primitive values and references

  • All Classes

    Classloader, name, super class, static fifields

  • Garbage Collection Roots

    Objects defifined to be reachable by the JVM

  • Thread Stacks and Local Variables

    The call-stacks of threads at the moment of the snapshot, and per-frame information about local objects

获取Dump文件

  • 手动

    jmap -dump:format=b,file=heap.hprof 8313
    
  • 自动

    // 程序启动的时候带上如下参数
    -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=heap.hprof
    

使用

  • Histogram

    Histogram可以列出内存中的对象,对象的个数及其大小

    Class Name:类名称,java类名 
    Objects:类的对象的数量,这个对象被创建了多少个 
    Shallow Heap:一个对象内存的消耗大小,不包含对其他对象的引用 
    Retained Heap:是shallow Heap的总和,即该对象被GC之后所能回收到内存的总和
    
    右击类名--->List Objects--->with incoming references--->列出该类的实例
    右击Java对象名--->Merge Shortest Paths to GC Roots--->exclude all ...--->找到GC Root以及原因
    
  • Leak Suspects

    // 查找并分析内存泄漏的可能原因
    Reports--->Leak Suspects--->Details
    
  • Top Consumers

    列出大对象

3.6. GC日志分析工具

要想分析日志的信息,得先拿到GC日志文件才行,所以得先配置一下,根据前面参数的学习,下面的配置很容易看懂

-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:gc.log

Q.E.D.

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