JVM 第五篇：命令行 JVM 故障处理工具-技术圈

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本文内容过于硬核，建议有 Java 相关经验人士阅读。
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1. 引言

虽然我们前面介绍了各种图形化 JVM 故障处理工具，但是很多情况下，我们在处理问题的时候并没有图形化的操作环境可以使用，这时候，就需要用到 JDK 为我们提供的命令行工具了。

2. jps: 虚拟机进程状况工具

jps 绝对是使用频率最高的 JDK 命令行工具，它的作用是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 ， LocalVirtual Machine Identifier ）。

命令格式：

jps [options ] [ hostid ]

执行样例：

PS D:\> jps -l
5200 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher
16868 jdk.jcmd/sun.tools.jps.Jps
19368 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer36

可以看到我本机，有三个 JVM 进程， 5200 和 19368 是软件 IDEA 的进程，从类名上是可以看出来的，还有一个是 jps 本身的这个 JVM 进程。

列举一些常用参数：

可选项	作用
-l	输出完全的包名，应用主类名，jar的完全路径名。
-q	仅输出 VM 标识符，不包括 classname , jar name , arguments in main method 。
-m	输出 main method 的参数。
-v	输出 JVM 参数。

3. 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。

位于 JDK 的 bin 目录下，主要利用 JVM 内建的指令对 Java 应用程序的资源和性能进行实时的命令行的监控，包括了对 Heap size 和垃圾回收状况的监控。

jstat 工具特别强大，有众多的可选项，详细查看堆内各个部分的使用量，以及加载类的数量。使用时，需加上查看进程的进程 id ，和所选参数。参考格式如下：

jstat -options

可以列出当前 JVM 版本支持的选项，常见的有:

-class (类加载器)
-compiler (JIT)
-gc (GC堆状态)
-gccapacity (各区大小)
-gccause (最近一次GC统计和原因)
-gcnew (新区统计)
-gcnewcapacity (新区大小)
-gcold (老区统计)
-gcoldcapacity (老区大小)
-gcpermcapacity (永久区大小)
-gcutil (GC统计汇总)
-printcompilation (HotSpot编译统计)

比如我想查看一下我本地的 IDEA 进程的 GC 情况汇总，可以使用命令：

PS D:\> jstat -gcutil 5200
  S0     S1     E      O      M     CCS    YGC     YGCT    FGC    FGCT    CGC    CGCT     GCT
  0.00  43.29  20.83   0.08  97.05  93.67      1    0.003     0    0.000     -        -    0.003

查询结果表明：

我的 IDEA 的新生代 Eden 区（ E ，表示 Eden ）使用了 20.83% 的空间， 2 个 Survivor 区（ S0 、 S1 ，表示 Survivor0 、 Survivor1 ），S0 是空的，而 S1 使用了 43.29% ，老年代（ O ，表示 Old ）使用了 0.08% 的空间，元空间（ M ，表示 Metaspace ）使用了 97.05% 的空间。

程序运行以来共发生 Minor GC （ YGC ，表示 Young GC ） 1 次，总耗时 0.003 秒，发生 Full GC （ FGC ，表示 Full GC ）0 次，总耗时（ FGCT ，表示 Full GC Time ）为 0 秒，所有 GC 总耗时（ GCT ，表示 GC Time ）为 0.003 秒。

4. jinfo: Java 配置信息工具

jinfo（Configuration Info for Java）可以用来查看正在运行的 Java 应用程序的扩展参数，包括 Java System 属性和 JVM 命令行参数；也可以动态的修改正在运行的 JVM 一些参数。当系统崩溃时， jinfo 可以从 core 文件里面知道崩溃的 Java 应用程序的配置信息。

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。

jinfo 命令格式：

jinfo [option] pid

查询样例：

PS D:\> jinfo -flags 5200
VM Flags:
-XX:CICompilerCount=4 -XX:InitialHeapSize=268435456 -XX:MaxHeapSize=734003200 -XX:MaxNewSize=244318208 -XX:MinHeapDeltaBytes=524288 -XX:NewSize=89128960 -XX:OldSize=179306496 -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:+UseFastUnorderedTimeStamps -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelGC

5. 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）。

它也可以查看堆内对象示例的统计信息、查看 ClassLoader 的信息以及 finalizer 队列。

jmap 命令格式:

jinfo [option] pid

option 可选的参数：

no option：查看进程的内存映像信息,类似 Solaris pmap 命令。
heap：显示 Java 堆详细信息
histo[:live]：显示堆中对象的统计信息
clstats：打印类加载器信息
finalizerinfo：显示在 F-Queue 队列等待 Finalizer 线程执行 finalizer 方法的对象
dump:：生成堆转储快照
F：当 -dump 没有响应时，使用 -dump 或者 -histo 参数. 在这个模式下, live 子参数无效.
help：打印帮助信息
J：指定传递给运行 jmap 的 JVM 的参数

PS D:\> jmap -dump:format=b,file=idea.bin 5200
Dumping heap to D:\idea.bin ...
Heap dump file created

6. jhat: 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。

使用命令为：

PS D:\> jhat idea.bin
Reading from idea.bin...
Dump file created Thu Oct 08 18:54:37 CST 2020
Snapshot read, resolving...
Resolving 147921 objects...
Chasing references, expect 29 dots.............................
Eliminating duplicate references.............................
Snapshot resolved.
Started HTTP server on port 7000
Server is ready.

然后在浏览器上访问地址 http://localhost:7000/ 可以看到分析结果，不过这个分析工具一般没什么人会用，因为功能太过简陋了。

相比较而言，我们可以使用 VisualVM 或者 Eclipse Memory Analyzer 再或者 IBM HeapAnalyzer 等工具分析刚才 jmap 产生的 dump 文件。

7. 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。

jstack 命令格式：

jstack [option] pid

option 的可选参数：

-F: 当正常输出的请求不被响应时，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的话，可以显示 C/C++ 的堆栈。

PS D:\> jstack -l 5200
2020-10-08 19:03:39
Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (25.221-b11 mixed mode):

"DestroyJavaVM" #13 prio=5 os_prio=0 tid=0x00000000037b8000 nid=0x3f20 waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

   Locked ownable synchronizers:
        - None

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