java虚拟机常用命令工具

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虚拟机 jvm java 一、概述
程序运行中经常会遇到各种问题，定位问题时通常需要综合各种信息，如系统日志、堆dump文件、线程dump文件、GC日志等。通过虚拟机监控和诊断工具可以帮忙我们快速获取、分析需要的数据，进而提高问题解决速度。本文将介绍虚拟机常用监控和问题诊断命令工具的使用方法，主要包含以下工具:

jps	显示系统中所有Hotspot虚拟机进程
jstat	收集Hotspot虚拟机各方面运行数据
jstack	显示虚拟机的线程栈信息
jinfo	显示虚拟机的配置信息
jmap	用于生成虚拟机的内存快照信息

以上工具的官方文档地址: http://docs.oracle.com/javase/1.5.0/docs/tooldocs/
图形化工具如jconsole,jvisualvm将另文介绍。

二、示例代码
为方便大家使用各工具进行实战，提供样例代码如下:

Java代码

package com.leanworld;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* 虚拟机常用工具使用示例代码启动参数: -Xmn10m -Xms40m -Xmx40m
*
* @author learnworld 2012-1-30 下午01:37:14
*/
public class JVMTools {
public static void createList(int count) throws InterruptedException {
for (int j = 0; j < count; j++) {
List<_1MObject> list = new ArrayList<_1MObject>();
Thread.sleep(100);
list.add(new _1MObject());
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
createList(5000);
}
}
/**
* 一个大约1M的对象
*/
class _1MObject {
public byte[] _1M = new byte[1024 * 1024];
}

三、工具介绍
1. jps
JVM Process Status Tool，该命令用于列出正在运行的虚拟机进程，显示main类的名称和虚拟机进程id。该命令受当前用户的访问权限影响，比如linux下非root用户只列出当前用户启动的虚拟机进程。

命令格式:
jps [options] [hostid]

执行示例:
$ jps -l
3733 sun.tools.jps.Jps
3700 com.leanworld.JVMTools
com.leanworld.JVMTools即为上面的示例代码执行类。

常用参数:

-l	输出主类全名
-v	输出虚拟机进程启动的jvm参数
-m	输出启动时传递给main函数的参数

2. jstat
JVM Statistics Monitoring Tool，用于监控各种运行状态信息的命令。在只有文本控制台的环境中(如企业中的生产环境)，该工具非常有用。可以用来显示系统中类装载、垃圾回收、运行期编译状况等运行数据。

命令格式:
jstat [ generalOption | outputOptions vmid [interval[s|ms] [count]] ]
vmid表示虚拟机唯一标识符，如果是本地虚拟机进程，与LVMID一致，通常为本地虚拟机进程号。 interval表示查询间隔时间，count表示查询次数。如果省略interval和count参数，表示查询一次。

执行示例:
$ jstat -gcutil 3700 500 4
S0     S1     E      O      P     YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT
50.00   0.00 60.78   0.50 12.76    214    0.049     0    0.000    0.049
0.00 25.00 20.27   0.50 12.76    215    0.049     0    0.000    0.049
0.00 25.00 70.91   0.50 12.76    215    0.049     0    0.000    0.049
50.00   0.00 20.27   0.50 12.76    216    0.049     0    0.000    0.049

S0和S1表示Survivor0和Survivor1，E表示新生代Eden，O表示老年代Old,P表示持久代Permanent，以上各参数值表示已使用空间占比。 YGC表示young gc次数，YGCT表示young gc总耗时。FGC表示Full gc次数，FGCT表示full gc总耗时。GCT表示所有gc总耗时时间。

常用参数:

class	类装载相关信息.
compiler	JIT编译器编译过的方法、耗时等.
gc	java堆信息和垃圾回收状况.
gccapacity	关注java堆各个区的最大和最小空间.
gccause	类似gcutil，额外输出导致上一次gc的原因.
gcnew	新生代gc状况.
gcnewcapacity	关注新生代gc使用的最大和最小空间.
gcold	老年代gc状况.
gcoldcapacity	关注老年代gc使用的最大和最小空间.
gcpermcapacity	关注持久代gc使用的最大和最小空间.
gcutil	关注已使用空间占总空间比例.
printcompilation	输出已经被JIT编译的方法.

3. jstack
Stack Trace for Java，用于生成虚拟机当前的线程快照信息，包含每一条线程的堆栈信息。该命令通常用于定位线程停顿原因，当出现线程停顿时，可通过stack查看每个线程的堆栈信息，进而分析停顿原因。
命令格式:
jstack [ option ] pid

执行示例:
$ jstack 3700
2012-01-30 16:36:05
Full thread dump Java HotSpot(TM) Server VM (17.0-b16 mixed mode):

"Attach Listener" daemon prio=10 tid=0xaca16c00 nid=0x1384 waiting on condition [0x00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Low Memory Detector" daemon prio=10 tid=0xaca00c00 nid=0x1366 runnable [0x00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"CompilerThread1" daemon prio=10 tid=0x08e58800 nid=0x1365 waiting on condition [0x00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"CompilerThread0" daemon prio=10 tid=0x08e56800 nid=0x1364 waiting on condition [0x00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Signal Dispatcher" daemon prio=10 tid=0x08e54c00 nid=0x1363 runnable [0x00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

"Finalizer" daemon prio=10 tid=0x08e39000 nid=0x1361 in Object.wait() [0xac943000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on <0xb10e0230> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:118)
- locked <0xb10e0230> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:134)
at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:159)

"Reference Handler" daemon prio=10 tid=0x08e34400 nid=0x1360 in Object.wait() [0xacb94000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
at java.lang.Object.wait(Native Method)
- waiting on <0xb10e30d0> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
at java.lang.Object.wait(Object.java:485)
at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:116)
- locked <0xb10e30d0> (a java.lang.ref.Reference$Lock)

"main" prio=10 tid=0x08d7bc00 nid=0x135a waiting on condition [0xb6a8a000]
   java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping)
at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
at com.leanworld.JVMTools.createList(JVMTools.java:23)
at com.leanworld.JVMTools.main(JVMTools.java:29)

"VM Thread" prio=10 tid=0x08e31c00 nid=0x135f runnable

"GC task thread#0 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x08d83800 nid=0x135b runnable

"GC task thread#1 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x08d85000 nid=0x135c runnable

"GC task thread#2 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x08d86400 nid=0x135d runnable

"GC task thread#3 (ParallelGC)" prio=10 tid=0x08d87c00 nid=0x135e runnable

"VM Periodic Task Thread" prio=10 tid=0xaca02c00 nid=0x1367 waiting on condition

JNI global references: 854
通过输出信息可以看出当前main线程处于TIMED_WAITING状态，因为执行到示例代码中Thread.sleep(100);这行的缘故。

常用参数:

-l	除堆栈外，显示锁的附加信息
-F	当请求不被响应时，强制输出线程堆栈
-m	混合模式，打印java和本地C++调用的堆栈信息

4. jinfo
Configuration Info for Java，用于查看和修改虚拟机的各项参数信息。
命令格式：
jinfo [ option ] pid

执行示例：
$jinfo 3700
Attaching to process ID 5081, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 17.0-b16
Java System Properties:

java.runtime.name = Java(TM) SE Runtime Environment
sun.boot.library.path = /home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/i386
java.vm.version = 17.0-b16
java.vm.vendor = Sun Microsystems Inc.
java.vendor.url = http://java.sun.com/
path.separator = :
java.vm.name = Java HotSpot(TM) Server VM
file.encoding.pkg = sun.io
sun.java.launcher = SUN_STANDARD
user.country = CN
sun.os.patch.level = unknown
java.vm.specification.name = Java Virtual Machine Specification
user.dir = /home/learnworld/workspace/concurrency
java.runtime.version = 1.6.0_21-b06
java.awt.graphicsenv = sun.awt.X11GraphicsEnvironment
java.endorsed.dirs = /home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/endorsed
os.arch = i386
java.io.tmpdir = /tmp
line.separator =

...

VM Flags:
-Xmn10m -Xms40m -Xmx40m -Dfile.encoding=GBK -Xbootclasspath:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/lib/tools.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/lib/sa-jdi.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/lib/jconsole.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/lib/htmlconverter.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/lib/dt.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/rt.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/resources.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/plugin.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/management-agent.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/jsse.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/jce.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/javaws.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/deploy.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/charsets.jar:/home/learnworld/software/jdk1.6.0_21/jre/lib/alt-rt.jar
可以看出，该命令可以方便我们查找需要的虚拟机信息，包含System.getProperties()信息。

常用参数:

-flag name	打印虚拟机该参数对应的值.
-flag [+\-]name	使该参数生效或失效.
-flag name=value	修改相应参数的值.
-flags	打印传给jvm的参数值.
-sysprops	打印System.getProperties()信息.

5. jmap
Memory Map for Java，可以产生堆dump文件，查询堆和持久代的详细信息等。
命令格式:
jmap [ option ] pid

执行示例：
$ jmap -dump:format=b,file=dump.tmp 3700
Dumping heap to /home/learnworld/dump.tmp ...
Heap dump file created
上面这个命令生成了dump.tmp这个dump文件。生成的dump文件可以使用Eclipse Memory Analyzer/jhat等工具进行分析。

$ jmap -permstat 3700
Attaching to process ID 3700, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 17.0-b16
1355 intern Strings occupying 183024 bytes.
finding class loader instances ..Finding object size using Printezis bits and skipping over...
done.
computing per loader stat ..done.
please wait.. computing liveness....done.
class_loader classes bytes parent_loader alive? type

<bootstrap> 320 1437208 null live <internal>
0xb1170250 10 77120 0xb11706b8 live sun/misc/Launcher$AppClassLoader@0xad34eb70
0xb11706b8 0 0 null live sun/misc/Launcher$ExtClassLoader@0xad303d40

total = 3 330 1514328 N/A alive=3, dead=0 N/A

常用参数:

-dump	生成堆dump文件，格式为: -dump:[live,]format=b,file=<filename>
-heap	显示java堆的详细信息，包括垃圾回收期、堆配置和分代信息等
-histo	显示堆中对象的统计信息，包括类名称，对应的实例数量和总容量
-permstat	统计持久代中各ClassLoader的统计信息。

四、遇到的问题
我的操作系统为ubuntu10.10，初次使用jinfo和jmap时出现以下错误:
引用 Attaching to process ID 3538, please wait...
Error attaching to process: sun.jvm.hotspot.debugger.DebuggerException: Can't attach to the process
解决方法:
1. echo 0 | sudo tee /proc/sys/kernel/yama/ptrace_scope
该方法在下次重启前有效。

2. 永久有效方法
sudo vi /etc/sysctl.d/10-ptrace.conf
编辑下面这行:
kernel.yama.ptrace_scope = 1
修改为:
kernel.yama.ptrace_scope = 0
重启系统，使修改生效。
该bug详细信息请参考官方文档: http://bugs.sun.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=7050524

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