JVM虚拟机性能监控

概述

    经过前面几篇文章的介绍，相信大家对虚拟机的内存分配和回收技术已经有了大概的了解。那如何才能把学习过的东西运用到实践中，那不可避免的要用到工具。这篇文章为大家介绍一下虚拟机性能监控的常用工具，供大家学习和使用。

JDK的命令行工具

    对于Java开发人员肯定都知道JDK的bin目录中有“java.exe”和“javac.exe”这两个命令行工具；但Sun公司在bin目录中还附赠了很多“礼物”供开发人员使用。这些工具都非常稳定而且功能强大，能在处理应用程序性能问题和定位故障时发挥很大作用。
    有兴趣的读者可以都尝试一下，这里我们就重点给大家介绍几个常用的工具。如下图所示：

Sun JDK中的工具目录.jpg

jps：虚拟机进程状况工具

    jps（JVM Process Status Tool）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ID（Local Virtual Machine Identifier，LVMID）。
    jps命令样例：>jps -l
    jps工具主要选项：

选项	作用
-q	只输出LVMID，省略主类名称
-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Java包，输出Jar路径
-v	输出虚拟机进程启动时JVM参数

jstat：虚拟机统计信息监视工具

    jstat(JVM Statistics Monitoring Tool)是用于监视虚拟机各种运行状态信息的命令行工具。在没有GUI图形界面，只提供纯文本控制台环境的服务器上，它将是运行期定位虚拟机性能问题的首选工具。
    jstat命令样例：>jstat -gc 10796
    其中-gc为工具选项，10796是进程号ID
    jstat工具主要选项：

选项	作用
-class	监视类装载、卸载数量和总空间以及所耗费的时间
-gc	监视Java堆状况
-gccapacity	与-gc基本相同，但主要关注堆用到的最大和最小空间
-gcutil	与-gc基本相同，但主要关注空间占用百分比
-gccause	与-gcutil功能一样，会额外输出导致上一次GC产生的原因
-gcnew	监视新生代GC状况
-gcnewcapacity	与-gcnew功能一样，但主要关注最大和最小空间
-gcold	监视老年代GC状况
-gcpermcapacity	输出永久代使用到的最大和最小空间
-compiler	输出JIT编译器编译过的方法和耗时信息

jinfo：Java配置信息工具

    jinfo（Configuration Info for Java）的作用是实时地查看和挑战虚拟机各项参数。
    jinfo命令样例>jinfo -flag CMSInitiatingOccupancyFraction 1444
    查询CMSInitiatingOccupancyFraction参数，1444为进程号ID

jmap：Java内存映像工具

    jmap（Memory Map for Java）命令用于生成堆转存储快照，一般称为heapdump或dump文件。还可以查询finalize执行队列、Java堆和永久代详细信息，如空间使用率、当前用的是那种收集器等。

jhat：虚拟机堆转存储快照分析工具

    Sun JDK提供jhat（JVM Heap Analysis Tool）命令与jmap搭配使用，来分析jmap生成的堆转存储快照。

JDK的可视化工具

    除了上述文本形式的命令行工具外，JDK中还为我们提供了两个功能强大的可视化工具：JConsole和VisualVM。接下来我们就一起了解一下吧。

JConsole：Java监视与管理控制台

    JConsole（Java Monitoring and Management Console）是一种基于JMX的可视化监视管理工具。
    在JDK/bin目录下“jconsole.exe”启动JConsole后，将自动搜索本机运行的所有虚拟机进程，不需要用户自己再使用jps来查询。也可以使用下面的“远程进程”功能来连接远程服务器，对远程虚拟机进行监控。如下图所示：

JConsole链接页面.jpg

    从上图可以看出，我的机器现在运行了两个Java进程，一个JConsole本身，还有一个没有名称的是我的Eclipse；我们选择第一10796的进程连接查看，双击进行连接。
    连接成功后，进入JConsole主界面，可以看到主界面里共包括“概述”、“内存”、“线程”、“类”、“VM摘要”和“MBean”6个页签，具体监控和使用这里就不为大家过多介绍了，有兴趣的同学可以运行一个自己的Java程序，做一些测试和监控。入下图所示：

JConsole主界面.jpg

VisualVM：多合一故障处理工具

    VisualVM（All-in-One Java Troubleshooting Tool）是到目前为止随JDK发布的功能最强大的运行监控和故障处理程序，并且可以预见在未来一段时间内都是官方主力发展的虚拟机故障处理工具。
    既然说到功能强大，VisualVM不仅仅体现在本身功能强大，而且还可以安装很多插件来丰富监控内容。那么接下来，我们就来看看VisualVM。
    在JDK/bin目录下“jvisualvm.exe”启动VisualVM，如下图所示：

VisualVM主界面.jpg

    在左侧本机中可以看到，我本地有两个Java程序，一个就是我们的VisualVM，另一个是我的Eclipse；此时双击Eclipse进入，在右侧就可以看到详细的监控信息。
    此时我们看到的监控信息跟JConsole差不多，那是因为我们没有安装插件的缘故；点击工具-插件-可用插件，勾选我们需要用到的插件，点击安装；安装完成后就可以看到多了一个页签。
    关于VisualVM在这里我们也不做过多介绍了，感兴趣的同学可以运行和监控下自己的Java程序。

总结

    俗话说，工欲善其事，必先利其器；在Java的世界里也是一样，我们不仅仅需要对内存模型和收集器原理了解和精通，还需要会检测和排查问题；而检测问题依赖的则是一个趁手的工具。