JVM 性能调优是确保Java应用程序高效运行的关键。在本专题中，我们将深入探讨JVM性能调优的各个方面，包括常见的、诊断工具、性能问题以及调优策略。作为开篇，本文将介绍几个常用的JVM监控命令：jps、jmap、jinfo、jstack 和 jstat，这些命令是性能调优和故障排查的重要工具。

1 jps

jps（Java Virtual Machine Process Status Tool）用于列出当前系统上所有的 JVM 进程，对于管理和监控运行中的 Java 应用程序非常有用，尤其是当你需要快速查找某个 Java 应用程序的进程 ID 或了解其启动参数时。

2 jmap

jmap（Memory Map for Java）主要用于生成 JVM 的堆转储快照（heap dump）。这个快照包含了 JVM 堆中所有对象的实例信息，在排查内存泄漏和分析内存使用情况时非常有用。通过 jmap 生成的堆转储文件，可以使用其他内存分析工具（如 VisualVM）进行深入分析。

2.1.1 查看堆内存详细信息

jmap [pid]：打印指定进程 ID 的 Java 堆的详细信息。

2.2 查看堆内存概要信息

jmap -heap [pid]：打印 Java 堆的概要信息，包括堆的配置（如 Eden、Survivor、Old 区的大小）和当前使用情况。

2.3 堆内存dump

jmap -dump:format=b,file=<heapdump>.hprof [pid]：生成指定进程 ID 的堆转储，并将其保存到指定的文件中。format=b 表示生成二进制格式的堆转储。

也可以设置内存溢出自动导出dump文件（内存很大的时候，可能会导不出来）

1. -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
2. -XX:HeapDumpPath=./jvm.dump （导出路径）

示例代码：

public class OOMTest {  
  
    public static List<Object> list = new ArrayList<>();  
  
    // JVM设置  
    // -Xms5M -Xmx5M -XX:+PrintGCDetails -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=./jvm.dump  
    public static void main(String[] args) {  
        List<Object> list = new ArrayList<>();  
        int i = 0;  
        int j = 0;  
        while (true) {  
            list.add(new User(i++, UUID.randomUUID().toString()));  
            new User(j--, UUID.randomUUID().toString());  
        }  
    }  
  
    static class User {  
  
        private int id;  
        private String name;  
  
        public User(){}  
  
        public User(int id, String name) {  
            super();  
            this.id = id;  
            this.name = name;  
        }  
  
        public int getId() {  
            return id;  
        }  
        public void setId(int id) {  
            this.id = id;  
        }  
        public String getName() {  
            return name;  
        }  
        public void setName(String name) {  
            this.name = name;  
        }  
  
    }  
  
}

可以用jvisualvm命令工具导入该dump文件查看：

2.4 查看对象的内存使用

jmap -histo [pid]：查看历史生成的实例，按对象数量和大小排序。
jmap -histo:live [pid]：查看当前存活的实例，按对象数量和大小排序，执行过程中可能会触发一次full gc。

• num：序号
• instances：实例数量
• bytes：占用空间大小
• class name：类名称

3 jinfo

jinfo 是用于查看和修改 JVM 的配置参数。这些参数通常在 JVM 启动时设置，但在某些情况下，我们可能需要在不重启 JVM 的情况下查看或修改这些参数。

3.1 查看 JVM 参数

jinfo [pid]：打印指定进程 ID 的 JVM 的所有配置参数及其当前值，包括堆大小、垃圾收集器等。
jinfo -flags [pid]：打印 JVM 的启动时的命令行参数，包括 JVM 选项和应用程序参数。
jinfo -flag <flag_name> [pid]：打印指定名称的 JVM 参数的当前值。例如，jinfo -flag MaxHeapSize [pid] 将打印堆内存最大配置。

3.2 查看 JVM 系统属性

jinfo -sysprops [pid]：打印 JVM 进程的所有系统属性（通过 System.getProperties() 获取的内容）

3.3 修改 JVM 参数

jinfo -flag <flag_name> <flag_value> [pid]：动态修改指定名称的 JVM 参数的值。这在某些情况下非常有用，比如调整堆内存大小或启用/禁用垃圾收集器的某些特性。需要注意的是，并非所有的 JVM 参数都支持动态修改。有些参数只能在 JVM 启动时设置，而有些参数虽然可以动态修改，但修改后的效果可能需要一段时间才能体现，或者需要触发某些事件（如垃圾收集）才能生效。因此，在使用 jinfo 修改参数时，需要参考具体的 JVM 参数文档，了解其行为和限制。

4 jstack

jstack（Stack Trace for Java）用于生成 JVM 中线程的当前堆栈跟踪信息。这个工具对于分析应用程序的线程状态、诊断死锁问题以及查找导致程序长时间挂起的原因非常有用。

4.1 线程堆栈跟踪

jstack [pid]：打印指定进程 ID 的 JVM 中所有线程的堆栈跟踪信息。

4.2 死锁检测报告

jstack -l [pid]：除了打印所有线程的堆栈跟踪外，还会检测并报告线程死锁情况。

5 jstats

jstat 用于收集和查看 Java 虚拟机（JVM）的运行时统计信息。这些统计信息包括但不限于堆内存使用情况、垃圾收集器的行为、类加载器的状态、线程使用情况等。

5.1 查看堆内存使用情况

jstat -gc [pid]：垃圾回收统计。打印 JVM 的垃圾收集统计信息，包括各代内存的使用量和垃圾收集的次数。

• S0C：第一个幸存区的大小，单位KB
• S1C：第二个幸存区的大小
• S0U：第一个幸存区的使用大小
• S1U：第二个幸存区的使用大小
• EC：伊甸园区的大小
• EU：伊甸园区的使用大小
• OC：老年代大小
• OU：老年代使用大小
• MC：方法区大小(元空间)
• MU：方法区使用大小
• CCSC:压缩类空间大小
• CCSU:压缩类空间使用大小
• YGC：年轻代垃圾回收次数
• YGCT：年轻代垃圾回收消耗时间，单位s
• FGC：老年代垃圾回收次数
• FGCT：老年代垃圾回收消耗时间，单位s
• GCT：垃圾回收消耗总时间，单位s

5.2 查看堆内存增长情况

jstat -gccapacity [pid]：堆内存统计。显示 JVM 堆内存的容量和使用量。

• NGCMN：新生代最小容量
• NGCMX：新生代最大容量
• NGC：当前新生代容量
• S0C：第一个幸存区大小
• S1C：第二个幸存区的大小
• EC：伊甸园区的大小
• OGCMN：老年代最小容量
• OGCMX：老年代最大容量
• OGC：当前老年代大小
• OC:当前老年代大小
• MCMN:最小元数据容量
• MCMX：最大元数据容量
• MC：当前元数据空间大小
• CCSMN：最小压缩类空间大小
• CCSMX：最大压缩类空间大小
• CCSC：当前压缩类空间大小
• YGC：年轻代gc次数
• FGC：老年代GC次数

5.3 老年代垃圾回收统计

jstat -gcold [pid]

• MC：方法区大小
• MU：方法区使用大小
• CCSC:压缩类空间大小
• CCSU:压缩类空间使用大小
• OC：老年代大小
• OU：老年代使用大小
• YGC：年轻代垃圾回收次数
• FGC：老年代垃圾回收次数
• FGCT：老年代垃圾回收消耗时间
• GCT：垃圾回收消耗总时间

5.4 老年代内存统计

`jstat -gcoldcapacity [pid]

• OGCMN：老年代最小容量
• OGCMX：老年代最大容量
• OGC：当前老年代大小
• OC：老年代大小
• YGC：年轻代垃圾回收次数
• FGC：老年代垃圾回收次数
• FGCT：老年代垃圾回收消耗时间
• GCT：垃圾回收消耗总时间

5.5 新生代垃圾回收统计

jstat -gcnew [pid]

• S0C：第一个幸存区的大小
• S1C：第二个幸存区的大小
• S0U：第一个幸存区的使用大小
• S1U：第二个幸存区的使用大小
• TT:对象在新生代存活的次数
• MTT:对象在新生代存活的最大次数
• DSS:期望的幸存区大小
• EC：伊甸园区的大小
• EU：伊甸园区的使用大小
• YGC：年轻代垃圾回收次数
• YGCT：年轻代垃圾回收消耗时间

5.6 新生代内存统计

jstat -gcnewcapacity [pid]

• NGCMN：新生代最小容量
• NGCMX：新生代最大容量
• NGC：当前新生代容量
• S0CMX：最大幸存1区大小
• S0C：当前幸存1区大小
• S1CMX：最大幸存2区大小
• S1C：当前幸存2区大小
• ECMX：最大伊甸园区大小
• EC：当前伊甸园区大小
• YGC：年轻代垃圾回收次数
• FGC：老年代回收次数

5.7 元空间内存统计

jstat -gcmetacapacity [pid]

• MCMN:最小元数据容量
• MCMX：最大元数据容量
• MC：当前元数据空间大小
• CCSMN：最小压缩类空间大小
• CCSMX：最大压缩类空间大小
• CCSC：当前压缩类空间大小
• YGC：年轻代垃圾回收次数
• FGC：老年代垃圾回收次数
• FGCT：老年代垃圾回收消耗时间
• GCT：垃圾回收消耗总时间

5.8 监控实时的 GC 信息

jstat -gcutil [pid] <interval> <count>：每隔 <interval> 毫秒打印一次 GC 信息，共打印 <count> 次。

• S0：幸存1区当前使用比例
• S1：幸存2区当前使用比例
• E：伊甸园区使用比例
• O：老年代使用比例
• M：元数据区使用比例
• CCS：压缩使用比例
• YGC：年轻代垃圾回收次数
• FGC：老年代垃圾回收次数
• FGCT：老年代垃圾回收消耗时间
• GCT：垃圾回收消耗总时间

6 结语

在本篇博文中，我们介绍了五个强大的JVM监控命令：jps、jmap、jinfo、jstack 和 jstat。这些工具为我们提供了洞察Java虚拟机内部运作的能力，是性能调优和故障排查的重要武器。通过这些命令，我们可以有效地监控和管理Java应用程序的运行状态，及时发现并解决潜在的性能问题。

性能调优是一个需要深入理解JVM内部机制的过程，它涉及到内存管理、垃圾收集、线程调度等多个方面。掌握这些命令行工具的使用，只是性能调优旅程的第一步。在后续的文章中，我们将进一步探讨JVM性能调优的深层次话题。