JVM调优 jstat 与 jstack

jstat

jstat 是一个命令行工具，用于监控正在运行的 Java 虚拟机（JVM）的性能。它能够显示关于堆内存、非堆内存、类加载、编译器活动、垃圾收集器（GC）活动等各种运行时数据的信息。jstat 是 JDK 自带的工具之一，无需额外安装。

要使用 jstat 监控 JVM 的内存和 GC 情况，你可以按照以下步骤操作：

启动 JVM

首先，你需要启动一个 Java 应用程序，确保你知道该应用程序的进程 ID（PID）。你可以通过 jps 命令找到正在运行的 Java 进程。

使用 jstat

基本语法

jstat [option] [interval] [vmid]

• option：指定要收集哪种类型的数据。
• interval：采样间隔（毫秒），如果省略则只输出一次。
• vmid：虚拟机的进程 ID。

常用选项

• -gc：显示有关垃圾收集的统计信息。
• -gccapacity：显示堆和非堆内存容量信息。
• -gcutil：显示垃圾收集的百分比利用率。
• -class：显示类加载统计信息。
• -compiler：显示编译器统计信息。

示例

• 查看 JVM 的 GC 统计信息：

  jstat -gc 12345
  

  其中 12345 是你的 Java 进程的 PID。

• 定时查看 GC 统计信息，每 1 秒钟一次：

  jstat -gc 1000 12345
  

• 查看堆内存和 GC 利用率：

  jstat -gcutil 12345
  

输出解释

当你使用 -gc 或 -gcutil 等选项时，jstat 将输出一列数据，每一列代表了 JVM 的不同部分或活动。例如：

• S0C 和 S1C：表示幸存者空间 0 和幸存者空间 1 的容量。
• S0U 和 S1U：表示幸存者空间 0 和幸存者空间 1 的使用量。
• EC：表示 Eden 区的容量。
• EU：表示 Eden 区的使用量。
• OC：表示老年代的容量。
• OU：表示老年代的使用量。
• MC：表示元空间的容量（在 JDK 9 及更高版本中）。
• MU：表示元空间的使用量（在 JDK 9 及更高版本中）。
• CCSC：表示压缩类空间的容量（在 JDK 9 及更高版本中）。
• CCSU：表示压缩类空间的使用量（在 JDK 9 及更高版本中）。
• YGC：表示年轻代垃圾收集次数。
• YGCT：表示年轻代垃圾收集总时间。
• FGC：表示完全垃圾收集次数。
• FGCT：表示完全垃圾收集总时间。
• GCT：表示垃圾收集总时间。

理解这些指标可以帮助你诊断 JVM 的性能问题，比如频繁的垃圾收集或内存泄漏。

jstack

jstack 是一个 Java 工具，用于生成 Java 进程的线程快照。它能帮助你诊断挂起（hang）或响应慢的应用程序，通过展示每个线程的堆栈跟踪信息，可以分析线程的状态以及它们在做什么。这对于理解线程间交互、死锁情况、长时间运行的请求等问题非常有用。

使用 jstack

基本语法

jstack [options] <pid>

• <pid> 是 Java 进程的 ID。
• [options] 可以是多个可选参数，用来控制输出的格式或显示的信息。

常见选项

• -l 或 --long：产生详细的堆栈跟踪信息，包括锁信息和监视器信息。
• -F 或 --file：当通过 PID 无法访问 Java 进程时，可以指定 core 文件或转储文件作为输入。
• -m 或 --mixed：显示混合模式堆栈，即 Java 和本地方法的堆栈跟踪。
• -h 或 --help：显示帮助信息。

如何使用

1. 查找 Java 进程的 PID：
   首先，你需要确定 Java 进程的 PID。你可以使用 jps 命令来列出所有正在运行的 Java 进程。

2. 生成线程堆栈信息：
   执行 jstack 命令，将找到的 PID 作为参数传递给它。

   例如：

   jstack 1234 > stacktrace.txt
   

   这里 1234 是你的 Java 进程的 PID。> stacktrace.txt 将输出重定向到一个文本文件，便于后续分析。

3. 分析输出：
   jstack 输出将包含每个线程的堆栈跟踪，包括线程 ID、线程名称、线程状态以及调用栈。通过分析这些信息，你可以判断哪些线程处于阻塞状态、哪些线程持有锁、哪些线程可能造成死锁等。

输出解读

jstack 的输出通常会显示如下信息：

• 线程 ID 和名称
• 线程状态（如 RUNNABLE, BLOCKED, WAITING 等）
• Java 方法调用栈
• 锁信息（如果使用了 -l 参数）

例如，你可能会看到类似这样的输出：

"main" #1 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f6b47fff800 nid=0x3500 waiting on condition [0x00007f6b47f8c000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
        at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
        - parking to wait for  <0x00000007a29e6488> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject)
        at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:175)
        at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await(AbstractQueuedSynchronizer.java:2039)
        at java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue.take(LinkedBlockingQueue.java:442)
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:1067)
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1127)
        at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:617)
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)

通过这些信息，你可以识别出线程在哪个方法上被阻塞，或者是否在等待某种条件，从而定位问题所在。