《深入理解Java虚拟机》（第三版）读书笔记（三）：第四章 虚拟机性能监控、故障处理工具

​ ​ ​ ​ 本节读书笔记主要记录的是关于Java虚拟机内存的各个区域，讲解这些区域的作用、服务对象以及其中可能产生的问题等内容。

基础故障处理工具

​ ​ ​ ​ JDK的bin目录中有java.exe、javac.exe这两个命令行工具，除此之外还有其他的小工具，除了编译和运行Java程序外，打包、部署、签名、调试、监控和运维等场景都可能会用到它们。

jps[JVM Process Status Tool]:虚拟机进程状况工具

​ ​ ​ ​ 可以列出正在运行的虚拟机进程，并显示虚拟机执行主类名称以及这些进程的本地虚拟机唯一的ID。命令格式如下：

jps [options][hostid]

​ ​ ​ ​ 举个例子：

C:\Users\NayelyA>jps -l
4468 sun.tools.jps.Jps

​ ​ ​ ​ 下面通过实例展示一下jps工具的其它选项

-q：只输出LVMID，省略主类的名称

-m：输出虚拟机进程启动时传递给主类main()函数的参数

-l：输出主类的全名，如果进程执行的是JAR包，直接输出JAR路径

-v：输出虚拟机进程启动时的JVM参数

jstat[JVM Statistics Monitoring Tool]：虚拟机统计信息监视工具

​ ​ ​ ​ 用于监视虚拟机各种运行状态信息的命令行工具，可以显示本地或者远程虚拟机进程的类加载、内存、垃圾收集、即时编译等运行时数据。jstat命令格式为：

jstat [option vmid [interval[s|ms] [count]]]

​ ​ ​ ​ 如果是本地虚拟机进程，VMID和LVMID一样，如果是远程虚拟机进程，那VMID的格式是

[protocol:][//]lvmid[@hostname[:port]/servername]

​ ​ ​ ​ ​ 参数interval和count代表查询间隔和参数，如果省略，就代表只查询一次，假设需要每250ms查询一次进程2764垃圾收集状况，一共查询20次，那么命令应该是

jstat -gc 2764 250 20

​ ​ ​ ​ ​ 选项option代表用户希望查询的虚拟机信息，主要是有类加载、垃圾收集、运行期编译状况三种。jstat监视选项 非常多在这里不一一列举了，有兴趣可以看原书。

jinfo[Configuration Info for Java]：Java配置信息工具

​ ​ ​ ​ ​ 作用是实时查看和调整虚拟机的各项参数。jinfo命令格式：

jinfo [option] pid

​ ​ ​ ​ ​ 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，还可以使用jinfo的-flag选项进行查询，jinfo还可以使用-sysprops选项把虚拟机进程的System.getProperties()的内容打印出来。

jmap[Memory Map for Java]：Java内存映像工具

​ ​ ​ ​ ​ 用于生成堆转储快照，一般是dump文件，除了使用jmap命令外，还可以使用-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError参数，让虚拟机在内存溢出异常出现之后自动生成堆转储快照文件，通过-XX:+HeapDumpOnCtrlBreak参数则可以使用ctrl+Break键让虚拟机生成堆转储快照文件。

​ ​ ​ ​ ​ jmap不只是为了获取堆转储快照，还可以查询finalize执行队列、Java堆和方法区的详细信息，如空间使用率、当前用的是哪种收集器等。注意：和jinfo命令一样，jmap在Windows上的一些功能受限，-dump和-histo可以在所有操作系统上使用，其余的选项只能在Linux/Solaris上使用。

​ ​ ​ ​ ​ ps：-histo是用于查看每个类的实例、空间占用统计的。

jhat[JVM Heap Analysis Tool]：虚拟机堆转储快照分析工具

​ ​ ​ ​ ​ 该工具和jmap搭配使用，来分析堆转储快照。不过按照树上的描述来看，多数人不会直接使用jhat命令来分析的，除非走投无路，所以不多记录了。

jstack[Stack Trace for Java]：Java堆栈跟踪工具

​ ​ ​ ​ ​ 该命令用于生成虚拟机当前时刻的线程块中（一般称为threaddump或者jacacore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粗线长时间停顿的原因，比如线程间死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间挂起等等。线程出现停顿时通过jstack来查看各个线程的调用堆栈，就可以获知没有响应的线程到底在后台干啥或者等待什么资源。命令格式如下：

jstack [option] vmid

​ ​ ​ ​ option的选项如下：

-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

​ ​ ​ ​ ​ 从JDK5起，java.lang.Thread新增了一个getAllStackTraces()方法用于获取虚拟机中所有线程的StackTraceElement对象，使用该方法可以完成jstack的大部分功能。下面的代码就展示了如何使用该方法：

import java.util.Map;import static java.lang.System.out;public class Test04 {public static void main(String[] args) {for(Map.Entry<Thread,StackTraceElement[]> stackTrace:Thread.getAllStackTraces().entrySet()){Thread thread=(Thread)stackTrace.getKey();StackTraceElement[] stack=(StackTraceElement[])stackTrace.getValue();if(thread.equals(Thread.currentThread())){continue;}out.print("\n线程："+thread.getName()+"\n");for (StackTraceElement element:stack){out.print("\t"+element+"\n");}}}
}

​ 打印结果如下所示：

线程：Finalizerjava.lang.Object.wait(Native Method)java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:143)java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:164)java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:209)线程：Monitor Ctrl-Breakjava.net.SocketInputStream.socketRead0(Native Method)java.net.SocketInputStream.socketRead(SocketInputStream.java:116)java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:171)java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:141)sun.nio.cs.StreamDecoder.readBytes(StreamDecoder.java:284)sun.nio.cs.StreamDecoder.implRead(StreamDecoder.java:326)sun.nio.cs.StreamDecoder.read(StreamDecoder.java:178)java.io.InputStreamReader.read(InputStreamReader.java:184)java.io.BufferedReader.fill(BufferedReader.java:161)java.io.BufferedReader.readLine(BufferedReader.java:324)java.io.BufferedReader.readLine(BufferedReader.java:389)com.intellij.rt.execution.application.AppMainV2$1.run(AppMainV2.java:64)线程：Attach Listener线程：Signal Dispatcher线程：Reference Handlerjava.lang.Object.wait(Native Method)java.lang.Object.wait(Object.java:502)java.lang.ref.Reference.tryHandlePending(Reference.java:191)java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:153)

​ ​ ​ ​ ​ 除了上述几种工具，原书4.2.7节对JDK附带的全部工具进行了介绍和总结，这里不重复罗列了。

可视化故障处理工具

JHSDB：基于服务性代理的调试工具

​ ​ ​ ​ ​ 服务性代理的工作原理和Linux上的GDB或者Windows上的Windbg是相似的。在这一部分，会重现原书利用JHSDB分析代码的过程，并考虑下代码中出现的staticObj、instanceObj和localObj（不是指它们所指向的对象而是它们本身）都存放在哪儿？

​ ​ ​ ​ ​ 注意，这个jhsdb命令是jdk9之后才有的！所以我运行jhsdb命令的时候跟我说识别不了…因为我的JDK还是1.8版本，所以这部分我只能暂时鸽了，等抽空按上JDK9.0＋。

JConsole：Java监视与管理控制台

​ ​ ​ ​ ​ 在bin目录下双击即可运行。基于JMX（Java Manage-mentExtensions）的工具，JMX不仅可以用在虚拟机本身的管理上，还可以运行在软件中。

​ ​ ​ ​ ​ 原书还介绍了VisualJVM和Java Mission Control等工具，这里不多介绍了，有兴趣可以翻看原书。