JVM学习(6)-JVM工具以及GC调优策略

以你之姓@ 2023-06-21 07:22 60阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  一.JVM工具
     *   *  一.命令行工具
         *   *  1.jps
             *  2.jstat
             *  3.jinfo
             *  4.jstack
             *  5.jmap
             *  6.jhat
         *  二.图形化工具
         *   *  1.JConsole
             *  2.VirtualVM
     *  二.GC调优策略
     *   *  1.什么是GC调优
         *  2.GC调优原则
         *  2.常用的JVM启动参数
         *  3.GC调优策略
         *   *  无需GC调优的情况
             *  1.将对象尽可能分配到新生代
             *  2.将大对象分配到老年代
             *  3.合理设置新生代转移到老年代的年龄
         *  Thanks

## 一.JVM工具 ##

### 一.命令行工具 ###

#### 1.jps ####

`jsp`命令用于查看所有的Java进程以及进程传入参数、虚拟机参数等。

*  jps 「查看所有Java进程名称」

~  jps
    18451 KafkaDemoApplication
    18452 Launcher
    18507 Jps

*  jps -l 「查看所有Java进程启动类」

~  jps -l
    18451 com.iteason.kafka_demo.KafkaDemoApplication
    18515 sun.tools.jps.Jps
    18452 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher

*  jps -v 「查看所有Java进程启动时的JVM参数」

~  jps -v
    18451 KafkaDemoApplication -XX:TieredStopAtLevel=1 -Xverify:none -Dspring.output.ansi.enabled=always -Dcom.sun.management.jmxremote -Dspring.jmx.enabled=true -Dspring.liveBeansView.mbeanDomain -Dspring.application.admin.enabled=true -javaagent:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/lib/idea_rt.jar=54489:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/bin -Dfile.encoding=UTF-8
    18452 Launcher -Xmx700m -Djava.awt.headless=true -Djava.endorsed.dirs="" -Djdt.compiler.useSingleThread=true -Dpreload.project.path=/Users/arong/MyFile/Project/kafka_demo -Dpreload.config.path=/Users/arong/Library/Preferences/IntelliJIdea2019.2/options -Dcompile.parallel=false -Drebuild.on.dependency.change=true -Djava.net.preferIPv4Stack=true -Dio.netty.initialSeedUniquifier=4645090984170935302 -Dfile.encoding=UTF-8 -Duser.language=zh -Duser.country=CN -Didea.paths.selector=IntelliJIdea2019.2 -Didea.home.path=/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents -Didea.config.path=/Users/arong/Library/Preferences/IntelliJIdea2019.2 -Didea.plugins.path=/Users/arong/Library/Application Support/IntelliJIdea2019.2 -Djps.log.dir=/Users/arong/Library/Logs/IntelliJIdea2019.2/build-log -Djps.fallback.jdk.home=/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/jbr/Contents/Home -Djps.fallback.jdk.version=11.0.4 -Dio.netty.noUnsafe=true -Djava.io.tmpdir=/Users/arong/Library/Caches/IntelliJIdea2019.2/compile-server/kafka_demo_f56d0ae1/_temp_ -Djps.backwardw

*  jps -m 「输出所有Java进程中传递给main函数的参数」

~ jps -m
    18451 KafkaDemoApplication
    18452 Launcher /Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/lib/asm-all-7.0.1.jar:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/lib/lz4-java-1.6.0.jar:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/plugins/java/lib/maven-aether-provider-3.3.9.jar:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/plugins/java/lib/aether-connector-basic-1.1.0.jar:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/plugins/java/lib/plexus-utils-3.0.22.jar:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/plugins/java/lib/aether-api-1.1.0.jar:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/lib/httpclient-4.5.9.jar:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/plugins/java/lib/maven-model-builder-3.3.9.jar:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/lib/netty-codec-4.1.38.Final.jar:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/plugins/java/lib/maven-builder-support-3.3.9.jar:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/plugins/java/lib/jps-builders-6.jar:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/plugins/java/lib/javac2.jar:/Applications/IntelliJ IDEA.app/Contents/plugins/java/li
    18695 Jps -m

#### 2.jstat ####

`jstat`工具用于分析JVM运行的各项数据，如新生代大小、老年代大小、Young GC次数、Full GC次数等等，是命令行下最好的JVM运行数据分析工具。

> 使用格式：jstat --< option> < pid> < per\_second>

例如

> jstat --gc 1999 1s

表示的是使用jstat工具查看pid为1999的进程的JVM运行数据，并且每1s钟刷新一次。

常见的 option 如下：

*  jstat -class ：显示 ClassLoader 的相关信息
 *  jstat -compiler ：显示 JIT 编译的相关信息
 *  jstat -gc ：显示与 GC 相关的堆信息
 *  jstat -gccapacity ：显示各个代的容量及使用情况
 *  jstat -gcnew ：显示新生代信息
 *  jstat -gcnewcapcacity ：显示新生代大小与使用情况
 *  jstat -gcold ：显示老年代和永久代的信息
 *  jstat -gcoldcapacity ：显示老年代的大小
 *  jstat -gcpermcapacity ：显示永久代大小
 *  jstat -gcutil：显示垃圾收集信息

#### 3.jinfo ####

`jinfo`工具用于实时地查看并修改已启动的虚拟机的各项参数。

> 使用格式:
> 
> 1.  jinfo pid：查看该pid下的JVM启动参数。
> 2.  jinfo -flag \[-/+\]name 可以查看特定的参数，使用-/+在前面标示参数表明关闭或开启。
> 3.  jinfo -flag name=value可以修改特定参数值。

~  jps
    19060 KotlinCompileDaemon
    18452 Launcher
    19270 Launcher
    19271 miann
    19559 Jps
     ~  jinfo -flag MaxHeapSize 19271
    -XX:MaxHeapSize=2147483648
     ~  jinfo -flag PrintGC 19271
    -XX:-PrintGC  // PrintGC选项关闭
     ~  jinfo -flag +PrintGC 19271 // 开启PrintGC选项
     ~  jinfo -flag PrintGC 19271 
    -XX:+PrintGC

#### 4.jstack ####

`jstack`用于分析当前时刻线程的执行状态，常用来发现死锁发生在哪个线程。

~  jstack 19821
    Found one Java-level deadlock:
    =============================
    "线程 B":
      waiting to lock monitor 0x000000000333e668 (object 0x00000000d5efe1c0, a java.lang.Object),
      which is held by "线程 A"
    "线程 A":
      waiting to lock monitor 0x000000000333be88 (object 0x00000000d5efe1d0, a java.lang.Object),
      which is held by "线程 B"
    
    Java stack information for the threads listed above:
    ===================================================
    "线程 B":
            at DeadLockDemo.lambda$main$1(DeadLockDemo.java:31)
            - waiting to lock <0x00000000d5efe1c0> (a java.lang.Object)
            - locked <0x00000000d5efe1d0> (a java.lang.Object)
            at DeadLockDemo$$Lambda$2/1078694789.run(Unknown Source)
            at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
    "线程 A":
            at DeadLockDemo.lambda$main$0(DeadLockDemo.java:16)
            - waiting to lock <0x00000000d5efe1d0> (a java.lang.Object)
            - locked <0x00000000d5efe1c0> (a java.lang.Object)
            at DeadLockDemo$$Lambda$1/1324119927.run(Unknown Source)
            at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
    
    Found 1 deadlock.

#### 5.jmap ####

`jmap`用于生成堆转储快照，用于分析OOM异常。  
jmap（Memory Map for Java）命令用于生成堆转储快照。 如果不使用 jmap 命令，要想获取 Java 堆转储，可以使用 `-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError`启动参数，可以让虚拟机在 OOM 异常出现之后自动生成 `heapdump` 文件，Linux 命令下可以通过 kill -3 发送进程退出信号也能拿到 dump 文件。

#### 6.jhat ####

`jhat`用于分析`jmap`生成的 `heapdump` 文件或发生OOM而备份的`heapdump`文件，它会建立一个 HTTP/HTML 服务器，让用户可以在浏览器上查看分析结果。

### 二.图形化工具 ###

#### 1.JConsole ####

Java自带等jconsole图形化工具，可以很好地分析Java进程的JVM各项参数：  
如果配置了JDK环境变量的话，直接在终端输入`jconsole`即可打开图形化工具.  
![在这里插入图片描述][20191211172721150.png]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9hcm9uZy5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70]

#### 2.VirtualVM ####

VisualVM 提供在 Java 虚拟机 (Java Virutal Machine, JVM) 上运行的 Java 应用程序的详细信息。在 VisualVM 的图形用户界面中，可以方便、快捷地查看多个 Java 应用程序的相关信息。和JConsole类似，不过提供了更强大的功能和分析图。一般来说JConsole已经够用了。

## 二.GC调优策略 ##

### 1.什么是GC调优 ###

GC调优的作用是通过调整JVM的启动参数,来减少 Full GC的频率和新生代对象转移到老年代的数量\[本质上还是要减少Full GC的频率\]。

### 2.GC调优原则 ###

1.  应该在应用启动时进行合适等JVM参数配置，而不是在应用运行的过程中。
2.  大多数导致GC问题的情况下，都是代码出现问题。
3.  GC调优是在改变代码逻辑后仍无法达到目的的情况下才使用的，默认的JVM参数适合大部分情景。
4.  尽量少地创建大对象和全局变量对象。

### 2.常用的JVM启动参数 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9hcm9uZy5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

### 3.GC调优策略 ###

#### 无需GC调优的情况 ####

1.  Minor GC执行时间不到50ms
2.  Minor GC执行不频繁，约10秒一次
3.  Full GC执行时间不到1s
4.  Full GC执行频率不算频繁，不低于10分钟1次

#### 1.将对象尽可能分配到新生代 ####

JVM的对象分配策略中，第一条就是将对象首先分配到新生代中。因为老年代发生Full GC的停顿时间远多于新生代发生Majar GC。一般可以根据服务器内存大小以及通过`jstat`或`jconsole`来查看应用的新时代内存分配情况及占用率，通过`-xmn`参数设置更大的新时代空间。

#### 2.将大对象分配到老年代 ####

JVM的对象分配策略第二条就是将大对象分配到老年代。为什么不将大对象分配到新生代呢？因为如果在分配新生代的话，需要进行大量内存的复杂过程（from Servivor -> to Servivor），并且如果to Servivor空间不够用了，还需要进行担保分配,会消耗很多时间，所以不如一开始就将大对象分配到老年代,通过`-XX:PretenureSizeThreshold`可以设置直接进入老年代对象的大小。

#### 3.合理设置新生代转移到老年代的年龄 ####

合理设置进入老年代对象的年龄,通过`-XX:MaxTenuringThreshold` 设置对象进入老年代的年龄大小，减少老年代的内存占用，降低 Full gc 发生的频率。

### Thanks ###

[JVM面试问题系列：JVM 配置常用参数和常用 GC 调优策略][JVM_JVM _ GC]

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[JVM_JVM _ GC]: https://juejin.im/post/5c94a123f265da610916081f