前言
現實企業級Java應用開發、維護中，有時候我們會碰到下面這些問題：
- OutOfMemoryError，記憶體不足
- 記憶體溢出
- 線程死鎖
- 鎖争用（Lock Contention）
- Java程序消耗CPU或者Memory過高
- ......
這些問題在日常的運維維護中可能被很多人忽視（大部分人遇到上面的問題隻是重新開機伺服器或者調大記憶體，而不是深究問題根源），但是能夠了解并解決這些問題是Java應用運維進階的必備要求
這裡介紹一下常見的jvm性能調優監控工具進行介紹，希望能起到抛磚引玉之用。
1、jps主要用來輸出jvm中的運作的程序狀态資訊。
jps是jdk提供的一個檢視目前java程序的小工具，可以看做是JavaVirtual Machine Process Status Tool的縮寫。非常簡單實用。
指令格式：jps [options ] [ hostid ]
[options]選項 ：
-q：僅輸出VM辨別符，不包括classname,jar name,arguments in main method
-m：輸出main method的參數
-l：輸出完全的包名，應用主類名，jar的完全路徑名
-v：輸出jvm參數
-V：輸出通過flag檔案傳遞到JVM中的參數(.hotspotrc檔案或-XX:Flags=所指定的檔案
-Joption：傳遞參數到vm,例如:-J-Xms512m
基本使用：
2、jstack主要用來檢視某個Java程序内的線程堆棧資訊
指令格式：
Usage:
jstack [-l] <pid>
(to connect to running process)
jstack -F [-m] [-l] <pid>
(to connect to a hung process)
jstack [-m] [-l] <executable> <core>
(to connect to a core file)
jstack [-m] [-l] [[email protected]]<remote server IP or hostname>
(to connect to a remote debug server)
Options:
-F to force a thread dump. Use when jstack <pid> does not respond (process is hung)
-m to print both java and native frames (mixed mode)
-l long listing. 會列印出額外的鎖資訊，在發生死鎖時可以用jstack -l pid來觀察鎖持有情況-m mixed mode，不僅會輸出Java堆棧資訊，還會輸出C/C++堆棧資訊（比如Native方法）
-h or -help to print this help message
jstack可以定位到線程堆棧，根據堆棧資訊我們可以定位到具體代碼，是以它在JVM性能調優中使用得非常多。
實戰：
例：找出某個Java程序中最耗費CPU的Java線程并定位堆棧資訊，用到的指令有ps、top、printf、jstack、grep
首先，找到程序的PID
其次，找出該程序内最耗費CPU的線程，可以使用ps -Lfp pid或者ps -mp pid -o THREAD, tid, time或者top -Hp pid
TIME列就是各個Java線程耗費的CPU時間，CPU時間最長的是線程ID為12657的線程，用得到12657的十六進制值為3171，下面會用到。
然後，終于輪到jstack上場了，它用來輸出程序21711的堆棧資訊，然後根據線程ID的十六進制值grep
可以看到CPU消耗在http-nio-8002-exec-657這個類的condition。
後續可以正對這跟類的代碼進行分析
3、jmap導出堆記憶體，然後使用jhat來進行分析
指令格式：
Usage:
jmap [option] <pid>
(to connect to running process)
jmap [option] <executable <core>
(to connect to a core file)
jmap [option] [[email protected]]<remote server IP or hostname>
(to connect to remote debug server)
where <option> is one of:
<none> to print same info as Solaris pmap
-heap to print java heap summary
-histo[:live] to print histogram of java object heap; if the "live"
suboption is specified, only count live objects
-clstats to print class loader statistics
-finalizerinfo to print information on objects awaiting finalization
-dump:<dump-options> to dump java heap in hprof binary format
dump-options:
live dump only live objects; if not specified,
all objects in the heap are dumped.
format=b binary format
file=<file> dump heap to <file>
Example: jmap -dump:live,format=b,file=heap.bin <pid>
-F force. Use with -dump:<dump-options> <pid> or -histo
to force a heap dump or histogram when <pid> does not
respond. The "live" suboption is not supported
in this mode.
-h | -help to print this help message
-J<flag> to pass <flag> directly to the runtime system
如果運作在64位JVM上，可能需要指定-J-d64指令選項參數
實戰：
例：使用jmap -heap pid檢視程序堆記憶體使用情況，包括使用的GC算法、堆配置參數和各代中堆記憶體使用情況
使用jmap -histo[:live] pid檢視堆記憶體中的對象數目、大小統計直方圖，如果帶上live則隻統計活對象
class name是對象類型，說明如下：
B byte
C char
D double
F float
I int
J long
Z boolean
[ 數組，如[I表示int[]
[L+類名 其他對象
還有一個很常用的情況是：用jmap把程序記憶體使用情況dump到檔案中，再用jhat分析檢視
dump出來的檔案可以用MAT、VisualVM等工具檢視
注意如果Dump檔案太大，可能需要加上-J-Xmx512m這種參數指定最大堆記憶體，即jhat -J-Xmx512m -port 9998 /tmp/dump.dat。然後就可以在浏覽器中輸入主機位址:9998檢視。
4、jstat看看各個區記憶體和GC的情況
指令格式：
Usage: jstat -help|-options
jstat -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval> [<count>]]
Definitions:
<option> An option reported by the -options option
<vmid> Virtual Machine Identifier. A vmid takes the following form:
<lvmid>[@<hostname>[:<port>]]
Where <lvmid> is the local vm identifier for the target
Java virtual machine, typically a process id; <hostname> is
the name of the host running the target Java virtual machine;
and <port> is the port number for the rmiregistry on the
target host. See the jvmstat documentation for a more complete
description of the Virtual Machine Identifier.
<lines> Number of samples between header lines.
<interval> Sampling interval. The following forms are allowed:
<n>["ms"|"s"]
Where <n> is an integer and the suffix specifies the units as
milliseconds("ms") or seconds("s"). The default units are "ms".
<count> Number of samples to take before terminating.
-J<flag> Pass <flag> directly to the runtime system.
vmid是Java虛拟機ID，在Linux/Unix系統上一般就是程序ID。interval是采樣時間間隔。count是采樣數目。比如下面輸出的是GC資訊，采樣時間間隔為250ms，采樣數為4
要明白上面各列的意義，先看JVM堆記憶體布局：
可以看出：
堆記憶體 = 年輕代 + 年老代 + 永久代
年輕代 = Eden區 + 兩個Survivor區（From和To）
現在來解釋各列含義：
S0C、S1C、S0U、S1U：Survivor 0/1區容量（Capacity）和使用量（Used）
EC、EU：Eden區容量和使用量
OC、OU：年老代容量和使用量
PC、PU：永久代容量和使用量
YGC、YGT：年輕代GC次數和GC耗時
FGC、FGCT：Full GC次數和Full GC耗時
GCT：GC總耗時
5、hprof能夠展現CPU使用率，統計堆記憶體使用情況
指令格式：
java -agentlib:hprof[=options] ToBeProfiledClass
java -Xrunprof[:options] ToBeProfiledClass
javac -J-agentlib:hprof[=options] ToBeProfiledClass
實戰：
例1：CPU Usage Sampling Profiling(cpu=samples)
例2：Heap Allocation Profiling(heap=sites)
例3：Heap Dump(heap=dump)
雖然在JVM啟動參數中加入-Xrunprof:heap=sites參數可以生成CPU/Heap Profile檔案，但對JVM性能影響非常大，不建議線上上伺服器環境使用
結束