JDK本身提供了很多方便的JVM性能调优监控工具，除了集成式的VisualVM和jConsole外，还有jps、jstack、jmap、jhat、jstat等小巧的工具，本博客希望能起抛砖引玉之用，让大家能开始对JVM性能调优的常用工具有所了解。

    现实企业级Java开发中，有时候我们会碰到下面这些问题：

• OutOfMemoryError，内存不足

• 内存泄露

• 线程死锁

• 锁争用（Lock Contention）

• Java进程消耗CPU过高

•  这些问题在日常开发中可能被很多人忽视（比如有的人遇到上面的问题只是重启服务器或者调大内存，而不会深究问题根源），但能够理解并解决这些问题是Java程序员进阶的必备要求。本文将对一些常用的JVM性能调优监控工具进行介绍，希望能起抛砖引玉之用。本文参考了网上很多资料，难以一一列举，在此对这些资料的作者表示感谢！关于JVM性能调优相关的资料，请参考文末。

A、 jps(Java Virtual Machine Process Status Tool)      

    jps主要用来输出JVM中运行的进程状态信息。语法格式如下：

jps [options] [hostid]

    如果不指定hostid就默认为当前主机或服务器。

    命令行参数选项说明如下：

   比如下面：

1	root@ubuntu:/# jps -m -l
2	2458 org.artifactory.standalone.main.Main /usr/local/artifactory-2.2.5/etc/jetty.xml
3	29920 com.sun.tools.hat.Main -port 9998 /tmp/dump.dat
4	3149 org.apache.catalina.startup.Bootstrap start
5	30972 sun.tools.jps.Jps -m -l
6	8247 org.apache.catalina.startup.Bootstrap start
7	25687 com.sun.tools.hat.Main -port 9999 dump.dat
8	21711 mrf-center.jar 

B、 jstack

    jstack主要用来查看某个Java进程内的线程堆栈信息。语法格式如下：

1	jstack [option] pid
2	jstack [option] executable core
3	jstack [option] [server-id@]remote-hostname-or-ip

    命令行参数选项说明如下：

    jstack可以定位到线程堆栈，根据堆栈信息我们可以定位到具体代码，所以它在JVM性能调优中使用得非常多。下面我们来一个实例找出某个Java进程中最耗费CPU的Java线程并定位堆栈信息，用到的命令有ps、top、printf、jstack、grep。

    第一步先找出Java进程ID，我部署在服务器上的Java应用名称为mrf-center：

    得到进程ID为21711，第二步找出该进程内最耗费CPU的线程，可以使用ps -Lfp pid或者ps -mp pid -o THREAD, tid, time或者top -Hp pid，我这里用第三个，输出如下：

    TIME列就是各个Java线程耗费的CPU时间，CPU时间最长的是线程ID为21742的线程，用

    得到21742的十六进制值为54ee，下面会用到。    

    OK，下一步终于轮到jstack上场了，它用来输出进程21711的堆栈信息，然后根据线程ID的十六进制值grep，如下：

    可以看到CPU消耗在PollIntervalRetrySchedulerThread这个类的Object.wait()，我找了下我的代码，定位到下面的代码：

// Idle wait
02	getLog().info("Thread [" + getName() + "] is idle waiting...");
03	schedulerThreadState = PollTaskSchedulerThreadState.IdleWaiting;
04	long now = System.currentTimeMillis();
05	long waitTime = now + getIdleWaitTime();
06	long timeUntilContinue = waitTime - now;
07	synchronized(sigLock) {
08	    try {
09	        if(!halted.get()) {
10	            sigLock.wait(timeUntilContinue);
11	        }
12	    } 
13	    catch (InterruptedException ignore) {
14	    }
15	}

使用jmap -heap pid查看进程堆内存使用情况，包括使用的GC算法、堆配置参数和各代中堆内存使用情况。比如下面的例子：

    它是轮询任务的空闲等待代码，上面的sigLock.wait(timeUntilContinue)就对应了前面的Object.wait()。

C、 jmap（Memory Map）和jhat（Java Heap Analysis Tool）

    jmap用来查看堆内存使用状况，一般结合jhat使用。

    jmap语法格式如下：

    如果运行在64位JVM上，可能需要指定-J-d64命令选项参数。

    打印进程的类加载器和类加载器加载的持久代对象信息，输出：类加载器名称、对象是否存活（不可靠）、对象地址、父类加载器、已加载的类大小等信息，如下图：

 使用jmap -heap pid查看进程堆内存使用情况，包括使用的GC算法、堆配置参数和各代中堆内存使用情况。比如下面的例子：

root@ubuntu:/# jmap -heap 21711
02	Attaching to process ID 21711, please wait...
03	Debugger attached successfully.
04	Server compiler detected.
05	JVM version is 20.10-b01
06	
07	using thread-local object allocation.
08	Parallel GC with 4 thread(s)
09	
10	Heap Configuration:##堆配置情况
11	   MinHeapFreeRatio = 40##最小堆使用比例
12	   MaxHeapFreeRatio = 70##最大堆可用比例
13	   MaxHeapSize      = 2067791872 (1972.0MB)##最大堆可用比例
14	   NewSize          = 1310720 (1.25MB)##新生代分配大小
15	   MaxNewSize       = 17592186044415 MB ##最大可新生代分配大小
16	   OldSize          = 5439488 (5.1875MB)##老生代大小
17	   NewRatio         = 2##新生代比例
18	   SurvivorRatio    = 8##新生代与suvivor的比例
19	   PermSize         = 21757952 (20.75MB)##perm区大小
20	   MaxPermSize      = 85983232 (82.0MB)##最大可分配perm区大小
21	
22	Heap Usage:##堆使用情况
23	PS Young Generation
24	Eden Space:
25	   capacity = 6422528 (6.125MB)
26	   used     = 5445552 (5.1932830810546875MB)
27	   free     = 976976 (0.9317169189453125MB)
28	   84.78829520089286% used
29	From Space:
30	   capacity = 131072 (0.125MB)
31	   used     = 98304 (0.09375MB)
32	   free     = 32768 (0.03125MB)
33	   75.0% used
34	To Space:
35	   capacity = 131072 (0.125MB)
36	   used     = 0 (0.0MB)
37	   free     = 131072 (0.125MB)
38	   0.0% used
39	PS Old Generation
40	   capacity = 35258368 (33.625MB)
41	   used     = 4119544 (3.9287033081054688MB)
42	   free     = 31138824 (29.69629669189453MB)
43	   11.683876009235595% used
44	PS Perm Generation
45	   capacity = 52428800 (50.0MB)
46	   used     = 26075168 (24.867218017578125MB)
47	   free     = 26353632 (25.132781982421875MB)
48	   49.73443603515625% used

using parallel threads in the new generation.  ##新生代采用的是并行线程处理方式

using thread-local object allocation.   

Concurrent Mark-Sweep GC   ##同步并行垃圾回收

Heap Configuration:  ##堆配置情况

   MinHeapFreeRatio = 40 ##最小堆使用比例

   MaxHeapFreeRatio = 70 ##最大堆可用比例

   MaxHeapSize      = 2147483648 (2048.0MB) ##最大堆空间大小

   NewSize          = 268435456 (256.0MB) ##新生代分配大小

   MaxNewSize       = 268435456 (256.0MB) ##最大可新生代分配大小

   OldSize          = 5439488 (5.1875MB) ##老生代大小

   NewRatio         = 2  ##新生代比例

   SurvivorRatio    = 8 ##新生代与suvivor的比例

   PermSize         = 134217728 (128.0MB) ##perm区大小

   MaxPermSize      = 134217728 (128.0MB) ##最大可分配perm区大小

Heap Usage: ##堆使用情况

New Generation (Eden + 1 Survivor Space):  ##新生代（伊甸区 + survior空间）

   capacity = 241631232 (230.4375MB)  ##伊甸区容量

   used     = 77776272 (74.17323303222656MB) ##已经使用大小

   free     = 163854960 (156.26426696777344MB) ##剩余容量

   32.188004570534986% used ##使用比例

Eden Space:  ##伊甸区

   capacity = 214827008 (204.875MB) ##伊甸区容量

   used     = 74442288 (70.99369812011719MB) ##伊甸区使用

   free     = 140384720 (133.8813018798828MB) ##伊甸区当前剩余容量

   34.65220164496263% used ##伊甸区使用情况

From Space: ##survior1区

   capacity = 26804224 (25.5625MB) ##survior1区容量

   used     = 3333984 (3.179534912109375MB) ##surviror1区已使用情况

   free     = 23470240 (22.382965087890625MB) ##surviror1区剩余容量

   12.43827838477995% used ##survior1区使用比例

To Space: ##survior2 区

   capacity = 26804224 (25.5625MB) ##survior2区容量

   used     = 0 (0.0MB) ##survior2区已使用情况

   free     = 26804224 (25.5625MB) ##survior2区剩余容量

   0.0% used ## survior2区使用比例

concurrent mark-sweep generation: ##老生代使用情况

   capacity = 1879048192 (1792.0MB) ##老生代容量

   used     = 30847928 (29.41887664794922MB) ##老生代已使用容量

   free     = 1848200264 (1762.5811233520508MB) ##老生代剩余容量

   1.6416783843721663% used ##老生代使用比例

Perm Generation: ##perm区使用情况

   capacity = 134217728 (128.0MB) ##perm区容量

   used     = 47303016 (45.111671447753906MB) ##perm区已使用容量

   free     = 86914712 (82.8883285522461MB) ##perm区剩余容量

   35.24349331855774% used ##perm区使用比例

 
使用jmap -histo[:live] pid查看堆内存中的对象数目、大小统计直方图，如果带上live则只统计活对象，如下：

01	root@ubuntu:/# jmap -histo:live 21711 | more
02	
03	 num     #instances         #bytes  class name
04	----------------------------------------------
05	   1:         38445        5597736  <constMethodKlass>
06	   2:         38445        5237288  <methodKlass>
07	   3:          3500        3749504  <constantPoolKlass>
08	   4:         60858        3242600  <symbolKlass>
09	   5:          3500        2715264  <instanceKlassKlass>
10	   6:          2796        2131424  <constantPoolCacheKlass>
11	   7:          5543        1317400  [I
12	   8:         13714        1010768  [C
13	   9:          4752        1003344  [B
14	  10:          1225         639656  <methodDataKlass>
15	  11:         14194         454208  java.lang.String
16	  12:          3809         396136  java.lang.Class
17	  13:          4979         311952  [S
18	  14:          5598         287064  [[I
19	  15:          3028         266464  java.lang.reflect.Method
20	  16:           280         163520  <objArrayKlassKlass>
21	  17:          4355         139360  java.util.HashMap$Entry
22	  18:          1869         138568  [Ljava.util.HashMap$Entry;
23	  19:          2443          97720  java.util.LinkedHashMap$Entry
24	  20:          2072          82880  java.lang.ref.SoftReference
25	  21:          1807          71528  [Ljava.lang.Object;
26	  22:          2206          70592  java.lang.ref.WeakReference
27	  23:           934          52304  java.util.LinkedHashMap
28	  24:           871          48776  java.beans.MethodDescriptor
29	  25:          1442          46144  java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$HashEntry
30	  26:           804          38592  java.util.HashMap
31	  27:           948          37920  java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Segment
32	  28:          1621          35696  [Ljava.lang.Class;
33	  29:          1313          34880  [Ljava.lang.String;
34	  30:          1396          33504  java.util.LinkedList$Entry
35	  31:           462          33264  java.lang.reflect.Field
36	  32:          1024          32768  java.util.Hashtable$Entry
37	  33:           948          31440  [Ljava.util.concurrent.ConcurrentHashMap$HashEntry;

    class name是对象类型，说明如下：

1	B  byte
2	C  char
3	D  double
4	F  float
5	I  int
6	J  long
7	Z  boolean
8	[  数组，如[I表示int[]
9	[L+类名 其他对象

    还有一个很常用的情况是：用jmap把进程内存使用情况dump到文件中，再用jhat分析查看。jmap进行dump命令格式如下：

    我一样地对上面进程ID为21711进行Dump：

   dump出来的文件可以用MAT、VisualVM等工具查看，这里用jhat查看：

01	root@ubuntu:/# jhat -port 9998 /tmp/dump.dat
02	Reading from /tmp/dump.dat...
03	Dump file created Tue Jan 28 17:46:14 CST 2014
04	Snapshot read, resolving...
05	Resolving 132207 objects...
06	Chasing references, expect 26 dots..........................
07	Eliminating duplicate references..........................
08	Snapshot resolved.
09	Started HTTP server on port 9998
10	Server is ready.

    语法格式如下：
D、jstat（JVM统计监测工具）
上面红线框出来的部分大家可以自己去摸索下，最后一项支持OQL（对象查询语言）。

然后就可以在浏览器中输入主机地址:9998查看了：

    vmid是虚拟机ID，在Linux/Unix系统上一般就是进程ID。interval是采样时间间隔。count是采样数目。比如下面输出的是GC信息，采样时间间隔为250ms，采样数为4：

1	root@ubuntu:/# jstat -gc 21711 250 4
2	 S0C    S1C    S0U    S1U      EC       EU        OC         OU       PC     PU    YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   
3	192.0  192.0   64.0   0.0    6144.0   1854.9   32000.0     4111.6   55296.0 25472.7    702    0.431   3      0.218    0.649
4	192.0  192.0   64.0   0.0    6144.0   1972.2   32000.0     4111.6   55296.0 25472.7    702    0.431   3      0.218    0.649
5	192.0  192.0   64.0   0.0    6144.0   1972.2   32000.0     4111.6   55296.0 25472.7    702    0.431   3      0.218    0.649
6	192.0  192.0   64.0   0.0    6144.0   2109.7   32000.0     4111.6   55296.0 25472.7    702    0.431   3      0.218    0.649

   
要明白上面各列的意义，先看JVM堆内存布局：

    可以看出：

    现在来解释各列含义：

1	S0C、S1C、S0U、S1U：Survivor 0/1区容量（Capacity）和使用量（Used）
2	EC、EU：Eden区容量和使用量
3	OC、OU：年老代容量和使用量
4	PC、PU：永久代容量和使用量
5	YGC、YGT：年轻代GC次数和GC耗时
6	FGC、FGCT：Full GC次数和Full GC耗时
7	GCT：GC总耗时