五、JVM調優指令

一般應用程式都部署在Linux伺服器上，當然我們可以使用界面化的調優工具例如jconsole、VisualVM等進行遠端連接配接來進行監控和性能分析，但歸根結底，工具隻是将指令執行的結果進行友好的展示而已，而且工具的使用終究還是有各種限制，是以我們必須掌握JVM的調優指令。

JVM的調優指令在安裝JDK的bin目錄下，如圖：

這裡主要介紹jps/jstat/jmap/jstack/jinfo這幾個常用的指令，每個指令都可通過man來檢視如何使用。

jps

jps [option] [hostid]

option參數可輸也可不輸。

-l: 輸出主類全名或jar路徑
-q: 隻輸出LVMID
-m: 輸出JVM啟動時傳遞給main()的參數
-v: 輸出JVM啟動時顯示指定的JVM參數
           

如圖：

jstat

jstat [option] vmid [interval] [count]

參數:

option: 操作參數
vmid: 本地虛拟機程序ID
interval: 連續輸出的時間間隔
count: 連續輸出的次數
           

Option	Displays
class	class loader的行為統計。Statistics on the behavior of the class loader.
compiler	HotSpt JIT編譯器行為統計。Statistics of the behavior of the HotSpot Just-in-Time compiler.
gc	垃圾回收堆的行為統計。Statistics of the behavior of the garbage collected heap.
gccapacity	各個垃圾回收代容量(young,old,perm)和他們相應的空間統計。Statistics of the capacities of the generations and their corresponding spaces.
gcutil	垃圾回收統計概述。Summary of garbage collection statistics.
gccause	垃圾收集統計概述（同-gcutil），附加最近兩次垃圾回收事件的原因。Summary of garbage collection statistics (same as -gcutil), with the cause of the last and
gcnew	新生代行為統計。Statistics of the behavior of the new generation.
gcnewcapacity	新生代與其相應的記憶體空間的統計。Statistics of the sizes of the new generations and its corresponding spaces.
gcold	年老代和永生代行為統計。Statistics of the behavior of the old and permanent generations.
gcoldcapacity	年老代行為統計。Statistics of the sizes of the old generation.
gcpermcapacity	永生代行為統計。Statistics of the sizes of the permanent generation.
printcompilation	HotSpot編譯方法統計。HotSpot compilation method statistics.

下面是對一些常用的option參數的解釋，注意92203是通過jps -l指令執行過程中得到的id，即我本地運作的Tomcat的id：

-compiler

jstat -compiler 92203

Compiled : 編譯數量
Failed : 編譯失敗數量
Invalid : 無效數量
Time : 編譯耗時
FailedType : 失敗類型
FailedMethod : 失敗方法的全限定名
           

-class

jstat -class 92203

Loaded : 加載class的數量
Bytes : class位元組大小
Unloaded : 未加載class的數量
Bytes : 未加載class的位元組大小
Time : 加載時間
           

-gc

jstat -gc 92203

S0C : survivor0區的總容量
S1C : survivor1區的總容量
S0U : survivor0區已使用的容量
S1C : survivor1區已使用的容量
EC : Eden區的總容量
EU : Eden區已使用的容量
OC : Old區的總容量
OU : Old區已使用的容量
PC : 目前perm的容量 (KB)
PU : perm的使用 (KB)
YGC : 新生代垃圾回收次數
YGCT : 新生代垃圾回收時間
FGC : 老年代垃圾回收次數
FGCT : 老年代垃圾回收時間
GCT : 垃圾回收總消耗時間
           

-gcutil

jstat -gcutil 92203

S0 : survivor0區的總容量
S1 : survivor1區的總容量
E : Eden區的總容量
O : Old區的總容量
OU : Old區已使用的容量
YGC : 新生代垃圾回收次數
YGCT : 新生代垃圾回收時間
FGC : 老年代垃圾回收次數
FGCT : 老年代垃圾回收時間
GCT : 垃圾回收總消耗時間
           

-gccause

jstat -gccause 92203

LGCC：最近垃圾回收的原因
GCC：目前垃圾回收的原因
           

-gccapacity

jstat -gccause 92203

NGCMN : 新生代占用的最小空間
NGCMX : 新生代占用的最大空間
OGCMN : 老年代占用的最小空間
OGCMX : 老年代占用的最大空間
OGC：目前年老代的容量 (KB)
OC：目前年老代的空間 (KB)
PGCMN : perm占用的最小空間
PGCMX : perm占用的最大空間
           

jmap

jmap [option] vmid

jmap(JVM Memory Map)指令用于生成heap dump檔案，如果不使用這個指令，還可以使用-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError參數來讓虛拟機出現OOM時自動生成dump檔案。jmap不僅能生成dump檔案，還能查詢finalize執行隊列、Java堆和永久代的詳細資訊，如目前使用率、目前使用的是哪種收集器等。

參數:

dump : 生成堆轉儲快照
finalizerinfo : 顯示在F-Queue隊列等待Finalizer線程執行finalizer方法的對象
heap : 顯示Java堆詳細資訊
histo : 顯示堆中對象的統計資訊
permstat : to print permanent generation statistics
F : 當-dump沒有響應時，強制生成dump快照
           

Attaching to process ID , please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is -b02

using thread-local object allocation.
Parallel GC with  thread(s)

Heap Configuration: //堆記憶體初始化配置
   MinHeapFreeRatio =  //jvm參數-XX:MinHeapFreeRatio設定JVM堆最小空閑比率(default 40)
   MaxHeapFreeRatio =  //jvm參數 -XX:MaxHeapFreeRatio設定JVM堆最大空閑比率(default 70)
   MaxHeapSize      =  (MB) //jvm參數-XX:MaxHeapSize=設定JVM堆的最大大小
   NewSize          =  (MB)//jvm參數-XX:NewSize=設定JVM堆的‘新生代’的預設大小
   MaxNewSize       =  (MB)//jvm參數-XX:MaxNewSize=設定JVM堆的‘新生代’的最大大小
   OldSize          =  (MB) //參數-XX:OldSize=<value>:設定JVM堆的‘老生代’的大小
   NewRatio         =  //參數-XX:NewRatio=:‘新生代’和‘老生代’的大小比率
   SurvivorRatio    =  //參數-XX:SurvivorRatio=設定年輕代中Eden區與Survivor區的大小比值
   PermSize         =  (MB) //參數-XX:PermSize=<value>:設定JVM堆的‘永生代’的初始大小
   MaxPermSize      =  (MB)//參數-XX:MaxPermSize=<value>:設定JVM堆的‘永生代’的最大大小
   G1HeapRegionSize =  (MB)

Heap Usage: //堆記憶體使用情況
PS Young Generation
Eden Space:
   capacity =  (MB) //總容量
   used     =  (MB) //已使用
   free     =  (MB)//剩餘容量
   % used //Eden區使用比率
From Space: // S0 記憶體使用情況
   capacity =  (MB)
   used     =  (MB)
   free     =  (MB)
   % used
To Space:  // S1 記憶體使用情況
   capacity =  (MB)
   used     =  (MB)
   free     =  (MB)
   % used
PS Old Generation // Old區使用情況
   capacity =  (MB)
   used     =  (MB)
   free     =  (MB)
   % used
PS Perm Generation // 永久代使用情況
   capacity =  (MB)
   used     =  (MB)
   free     =  (MB)
   % used

 interned Strings occupying  bytes.
           

也可以使用dump參數，将dump檔案儲存到本地，然後再通過工具來分析。

-dump::live,format=b,file=<filename> pid
           

$ ./jmap -dump:live,format=b,file=/tmp/myDump.hprof 
Dumping heap to /private/tmp/myDump.hprof ...
Heap dump file created
           

jhat

jhat [dumpfile]

jhat(JVM Heap Analysis Tool)指令是與jmap搭配使用，用來分析jmap生成的dump，jhat内置了一個微型的HTTP/HTML伺服器，生成dump的分析結果後，可以在浏覽器中檢視。在此要注意，一般不會直接在伺服器上進行分析，因為jhat是一個耗時并且耗費硬體資源的過程，一般把伺服器生成的dump檔案複制到本地或其他機器上進行分析。

-stack false|true  關閉對象配置設定調用棧跟蹤(tracking object allocation call stack)。 如果配置設定位置資訊在堆轉儲中不可用. 則必須将此标志設定為 false. 預設值為 true.>
-refs false|true   關閉對象引用跟蹤(tracking of references to objects)。 預設值為 true. 預設情況下, 傳回的指針是指向其他特定對象的對象,如反向連結或輸入引用(referrers or incoming references), 會統計/計算堆中的所有對象。>
-port port-number  設定 jhat HTTP server 的端口号. 預設值 >
-exclude exclude-file    指定對象查詢時需要排除的資料成員清單檔案(a file that lists data members that should be excluded from the reachable objects query)。 例如, 如果檔案列列出了 java.lang.String.value , 那麼當從某個特定對象 Object o 計算可達的對象清單時, 引用路徑涉及 java.lang.String.value 的都會被排除。>
-baseline exclude-file   指定一個基準堆轉儲(baseline heap dump)。 在兩個 heap dumps 中有相同 object ID 的對象會被标記為不是新的(marked as not being new). 其他對象被标記為新的(new). 在比較兩個不同的堆轉儲時很有用.>
-debug int   設定 debug 級别.  表示不輸出調試資訊。 值越大則表示輸出更詳細的 debug 資訊.>
-version     啟動後隻顯示版本資訊就退出>
-J< flag >   因為 jhat 指令實際上會啟動一個JVM來執行, 通過 -J 可以在啟動JVM時傳入一些啟動參數. 例如, -J-Xmx512m 則指定運作 jhat 的Java虛拟機使用的最大堆記憶體為  MB. 如果需要使用多個JVM啟動參數,則傳入多個 -Jxxxxxx.
           

示例：

中間的-J-Xmx1024m是在dump快照很大的情況下配置設定512M記憶體去啟動HTTP伺服器，運作完之後就可在浏覽器打開Http://localhost:7000進行快照分析 堆快照分析主要在最後面的Heap Histogram裡，裡面根據class列出了dump的時候所有存活對象。

jstat

jstat [dumpfile]

jstack主要用于生成JVM目前時刻的線程快照。線程快照就是指JVM内每一條線程正在執行的方法堆棧的集合，生成線程快照的主要目的是定位線程出現長時間停頓的原因，如線程間死鎖、死循環、請求外部資源導緻的長時間等待等。 線程出現停頓的時候通過jstack來檢視各個線程的調用堆棧，就可以知道沒有響應的線程到底在背景做什麼事情，或者等待什麼資源。 如果java程式崩潰生成core檔案，jstack工具可以用來獲得core檔案的java stack和native stack的資訊，進而可以輕松地知道java程式是如何崩潰和在程式何處發生問題。另外，jstack工具還可以附屬到正在運作的java程式中，看到當時運作的java程式的java stack和native stack的資訊, 如果現在運作的java程式呈現挂起的狀态，jstack是非常有用的。

-F : 當正常輸出請求不被響應時，強制輸出線程堆棧
-l : 除堆棧外，顯示關于鎖的附加資訊
-m : 如果調用到本地方法的話，可以顯示C/C++的堆棧
           

示例：

詳細分析可看下這篇文章：Java指令學習系列（二）——Jstack