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jstack(查看线程)、jmap(查看内存)和jstat(性能分析)命令

Java基础 loading 28791浏览 0评论

公司内部同事分享的一篇文章

周末看到一个用jstack查看死锁的例子。昨天晚上总结了一下jstack(查看线程)、jmap(查看内存)和jstat(性能分析)命令。供大家参考

1.Jstack

1.1   jstack能得到运行java程序的java stack和native stack的信息。可以轻松得知当前线程的运行情况。如下图所示

注:这个和thread dump是同样的结果。但是thread dump是用kill -3 pid命令,还是服务器上面少用kill为妙

1.2   命名行格式

jstack [ option ] pid

jstack [ option ] executable core

jstack [ option ] [server-id@]remote-hostname-or-IP

最常用的还是jstack  pid

1.3   在thread dump中,要留意下面几种状态

死锁,Deadlock(重点关注)

等待资源,Waiting on condition(重点关注)

•  等待获取监视器,Waiting on monitor entry(重点关注)

阻塞,Blocked(重点关注)

•  执行中,Runnable

•  暂停,Suspended

•  对象等待中,Object.wait() 或 TIMED_WAITING

•  停止,Parked

下面有详细的例子讲这种分析,大家参考原著

http://www.cnblogs.com/zhengyun_ustc/archive/2013/01/06/dumpanalysis.html

1.4   在thread dump中,有几种线程的定义如下

线程名称 所属 解释说明

Attach Listener JVM Attach Listener 线程是负责接收到外部的命令,而对该命令进行执行的并且吧结果返回给发送者。通常我们会用一些命令去要求jvm给我们一些反馈信息,如:java -version、jmap、jstack等等。 如果该线程在jvm启动的时候没有初始化,那么,则会在用户第一次执行jvm命令时,得到启动。

Signal Dispatcher JVM 前面我们提到第一个Attach Listener线程的职责是接收外部jvm命令,当命令接收成功后,会交给signal dispather 线程去进行分发到各个不同的模块处理命令,并且返回处理结果。 signal dispather线程也是在第一次接收外部jvm命令时,进行初始化工作。

CompilerThread0 JVM 用来调用JITing,实时编译装卸class 。 通常,jvm会启动多个线程来处理这部分工作,线程名称后面的数字也会累加,例如:CompilerThread1

Concurrent Mark-Sweep GC Thread JVM 并发标记清除垃圾回收器(就是通常所说的CMS GC)线程, 该线程主要针对于老年代垃圾回收。ps:启用该垃圾回收器,需要在jvm启动参数中加上: -XX:+UseConcMarkSweepGC

DestroyJavaVM JVM 执行main()的线程在main执行完后调用JNI中的 jni_DestroyJavaVM() 方法唤起DestroyJavaVM 线程。   JVM在 Jboss 服务器启动之后,就会唤起DestroyJavaVM线程,处于等待状态,等待其它线程(java线程和native线程)退出时通知它卸载JVM。线程退出时,都会判断自己当前是否是整个JVM中最后一个非deamon线程,如果是,则通知DestroyJavaVM 线程卸载JVM。

ps:

扩展一下:

1.如果线程退出时判断自己不为最后一个非deamon线程,那么调用thread->exit(false) ,并在其中抛出thread_end事件,jvm不退出。

2.如果线程退出时判断自己为最后一个非deamon线程,那么调用before_exit() 方法,抛出两个事件:  事件1:thread_end 线程结束事件、事件2:VM的death事件。

然后调用thread->exit(true) 方法,接下来把线程从active list卸下,删除线程等等一系列工作执行完成后,则通知正在等待的DestroyJavaVM 线程执行卸载JVM操作。

ContainerBackgroundProcessor 线程 JBOSS 它是一个守护线程, 在jboss服务器在启动的时候就初始化了,主要工作是定期去检查有没有Session过期.过期则清除.

参考:http://liudeh-009.iteye.com/blog/1584876

Dispatcher-Thread-3  线程 Log4j       Log4j具有异步打印日志的功能,需要异步打印日志的Appender都需要注册到 AsyncAppender对象里面去,由AsyncAppender进行监听,决定何时触发日志打印操作。 AsyncAppender如果监听到它管辖范围内的Appender有打印日志的操作,则给这个Appender生成一个相应的event,并将该event保存在一个buffuer区域内。  Dispatcher-Thread-3线程负责判断这个event缓存区是否已经满了,如果已经满了,则将缓存区内的所有event分发到Appender容器里面去,那些注册上来的Appender收到自己的event后,则开始处理自己的日志打印工作。 Dispatcher-Thread-3线程是一个守护线程。

Finalizer线程 JVM 这个线程也是在main线程之后创建的,其优先级为10,主要用于在垃圾收集前,调用对象的finalize()方法;关于Finalizer线程的几点:

1) 只有当开始一轮垃圾收集时,才会开始调用finalize()方法;因此并不是所有对象的finalize()方法都会被执行;

2) 该线程也是daemon线程,因此如果虚拟机中没有其他非daemon线程,不管该线程有没有执行完finalize()方法,JVM也会退出;

3) JVM在垃圾收集时会将失去引用的对象包装成Finalizer对象(Reference的实现),并放入ReferenceQueue,由Finalizer线程来处理;最后将该Finalizer对象的引用置为null,由垃圾收集器来回收;

4) JVM为什么要单独用一个线程来执行finalize()方法呢?如果JVM的垃圾收集线程自己来做,很有可能由于在finalize()方法中误操作导致GC线程停止或不可控,这对GC线程来说是一种灾难;

Gang worker#0 JVM JVM 用于做新生代垃圾回收(monir gc)的一个线程。#号后面是线程编号,例如:Gang worker#1

GC Daemon JVM GC Daemon 线程是JVM为RMI提供远程分布式GC使用的,GC Daemon线程里面会主动调用System.gc()方法,对服务器进行Full GC。 其初衷是当 RMI 服务器返回一个对象到其客户机(远程方法的调用方)时,其跟踪远程对象在客户机中的使用。当再没有更多的对客户机上远程对象的引用时,或者如果引用的“租借”过期并且没有更新,服务器将垃圾回收远程对象。

不过,我们现在jvm启动参数都加上了-XX:+DisableExplicitGC配置,所以,这个线程只有打酱油的份了。

IdleRemover JBOSS Jboss连接池有一个最小值, 该线程每过一段时间都会被Jboss唤起,用于检查和销毁连接池中空闲和无效的连接,直到剩余的连接数小于等于它的最小值。

Java2D Disposer JVM           这个线程主要服务于awt的各个组件。 说起该线程的主要工作职责前,需要先介绍一下Disposer类是干嘛的。 Disposer提供一个addRecord方法。 如果你想在一个对象被销毁前再做一些善后工作,那么,你可以调用Disposer#addRecord方法,将这个对象和一个自定义的DisposerRecord接口实现类,一起传入进去,进行注册。

Disposer类会唤起“Java2D Disposer”线程,该线程会扫描已注册的这些对象是否要被回收了,如果是,则调用该对象对应的DisposerRecord实现类里面的dispose方法。

Disposer实际上不限于在awt应用场景,只是awt里面的很多组件需要访问很多操作系统资源,所以,这些组件在被回收时,需要先释放这些资源。
InsttoolCacheScheduler_

QuartzSchedulerThread Quartz         InsttoolCacheScheduler_QuartzSchedulerThread是Quartz的主线程,它主要负责实时的获取下一个时间点要触发的触发器,然后执行触发器相关联的作业 。

原理大致如下:

Spring和Quartz结合使用的场景下,Spring IOC容器初始化时会创建并初始化Quartz线程池(TreadPool),并启动它。刚启动时线程池中每个线程都处于等待状态,等待外界给他分配Runnable(持有作业对象的线程)。

继而接着初始化并启动Quartz的主线程(InsttoolCacheScheduler_QuartzSchedulerThread),该线程自启动后就会处于等待状态。等待外界给出工作信号之后,该主线程的run方法才实质上开始工作。run中会获取JobStore中下一次要触发的作业,拿到之后会一直等待到该作业的真正触发时间,然后将该作业包装成一个JobRunShell对象(该对象实现了Runnable接口,其实看是上面TreadPool中等待外界分配给他的Runnable),然后将刚创建的JobRunShell交给线程池,由线程池负责执行作业。

线程池收到Runnable后,从线程池一个线程启动Runnable,反射调用JobRunShell中的run方法,run方法执行完成之后, TreadPool将该线程回收至空闲线程中。

InsttoolCacheScheduler_Worker-2 Quartz InsttoolCacheScheduler_Worker-2线程就是ThreadPool线程的一个简单实现,它主要负责分配线程资源去执行

InsttoolCacheScheduler_QuartzSchedulerThread线程交给它的调度任务(也就是JobRunShell)。

JBossLifeThread Jboss         Jboss主线程启动成功,应用程序部署完毕之后将JBossLifeThread线程实例化并且start,JBossLifeThread线程启动成功之后就处于等待状态,以保持Jboss Java进程处于存活中。  所得比较通俗一点,就是Jboss启动流程执行完毕之后,为什么没有结束? 就是因为有这个线程hold主了它。 牛b吧~~

JBoss System Threads(1)-1 Jboss   该线程是一个socket服务,默认端口号为: 1099。 主要用于接收外部naming service(Jboss  JNDI)请求。
JCA PoolFiller Jboss     该线程主要为JBoss内部提供连接池的托管。  简单介绍一下工作原理 :

Jboss内部凡是有远程连接需求的类,都需要实现ManagedConnectionFactory接口,例如需要做JDBC连接的

XAManagedConnectionFactory对象,就实现了该接口。然后将XAManagedConnectionFactory对象,还有其它信息一起包装到InternalManagedConnectionPool对象里面,接着将InternalManagedConnectionPool交给PoolFiller对象里面的列队进行管理。   JCA PoolFiller线程会定期判断列队内是否有需要创建和管理的InternalManagedConnectionPool对象,如果有的话,则调用该对象的fillToMin方法, 触发它去创建相应的远程连接,并且将这个连接维护到它相应的连接池里面去。

JDWP Event Helper Thread JVM

JDWP是通讯交互协议,它定义了调试器和被调试程序之间传递信息的格式。它详细完整地定义了请求命令、回应数据和错误代码,保证了前端和后端的JVMTI和JDI的通信通畅。  该线程主要负责将JDI事件映射成JVMTI信号,以达到调试过程中操作JVM的目的。

JDWP Transport Listener: dt_socket JVM 该线程是一个Java Debugger的监听器线程,负责受理客户端的debug请求。 通常我们习惯将它的监听端口设置为8787。

Low Memory Detector JVM 这个线程是负责对可使用内存进行检测,如果发现可用内存低,分配新的内存空间。

process reaper JVM     该线程负责去执行一个 OS 命令行的操作。

Reference Handler JVM         JVM在创建main线程后就创建Reference Handler线程,其优先级最高,为10,它主要用于处理引用对象本身(软引用、弱引用、虚引用)的垃圾回收问题 。

Surrogate Locker Thread (CMS) JVM           这个线程主要用于配合CMS垃圾回收器使用,它是一个守护线程,其主要负责处理GC过程中,Java层的Reference(指软引用、弱引用等等)与jvm 内部层面的对象状态同步。 这里对它们的实现稍微做一下介绍:这里拿 WeakHashMap做例子,将一些关键点先列出来(我们后面会将这些关键点全部串起来):

1.  我们知道HashMap用Entry[]数组来存储数据的,WeakHashMap也不例外, 内部有一个Entry[]数组。

2.  WeakHashMap的Entry比较特殊,它的继承体系结构为Entry->WeakReference->Reference 。

3.  Reference 里面有一个全局锁对象:Lock,它也被称为pending_lock.    注意:它是静态对象。

4.  Reference  里面有一个静态变量:pending。

5.  Reference  里面有一个静态内部类:ReferenceHandler的线程,它在static块里面被初始化并且启动,启动完成后处于wait状态,它在一个Lock同步锁模块中等待。

6.  另外,WeakHashMap里面还实例化了一个ReferenceQueue列队,这个列队的作用,后面会提到。

7.  上面关键点就介绍完毕了,下面我们把他们串起来。

假设,WeakHashMap对象里面已经保存了很多对象的引用。 JVM 在进行CMS GC的时候,会创建一个ConcurrentMarkSweepThread(简称CMST)线程去进行GC,ConcurrentMarkSweepThread线程被创建的同时会创建一个SurrogateLockerThread(简称SLT)线程并且启动它,SLT启动之后,处于等待阶段。CMST开始GC时,会发一个消息给SLT让它去获取Java层Reference对象的全局锁:Lock。 直到CMS GC完毕之后,JVM 会将WeakHashMap中所有被回收的对象所属的WeakReference容器对象放入到Reference 的pending属性当中(每次GC完毕之后,pending属性基本上都不会为null了),然后通知SLT释放并且notify全局锁:Lock。此时激活了ReferenceHandler线程的run方法,使其脱离wait状态,开始工作了。ReferenceHandler这个线程会将pending中的所有WeakReference对象都移动到它们各自的列队当中,比如当前这个WeakReference属于某个WeakHashMap对象,那么它就会被放入相应的ReferenceQueue列队里面(该列队是链表结构)。 当我们下次从WeakHashMap对象里面get、put数据或者调用size方法的时候,WeakHashMap就会将ReferenceQueue列队中的WeakReference依依poll出来去和Entry[]数据做比较,如果发现相同的,则说明这个Entry所保存的对象已经被GC掉了,那么将Entry[]内的Entry对象剔除掉。

taskObjectTimerFactory JVM           顾名思义,该线程就是用来执行任务的。 当我们把一个认为交给Timer对象,并且告诉它执行时间,周期时间后,Timer就会将该任务放入任务列队,并且通知taskObjectTimerFactory线程去处理任务,taskObjectTimerFactory线程会将状态为取消的任务从任务列队中移除,如果任务是非重复执行类型的,则在执行完该任务后,将它从任务列队中移除,如果该任务是需要重复执行的,则计算出它下一次执行的时间点。

VM Periodic Task Thread JVM         该线程是JVM周期性任务调度的线程,它由WatcherThread创建,是一个单例对象。 该线程在JVM内使用得比较频繁,比如:定期的内存监控、JVM运行状况监控,还有我们经常需要去执行一些jstat 这类命令查看gc的情况,如下:

jstat -gcutil 23483 250 7   这个命令告诉jvm在控制台打印PID为:23483的gc情况,间隔250毫秒打印一次,一共打印7次。

VM Thread JVM          这个线程就比较牛b了,是jvm里面的线程母体,根据hotspot源码(vmThread.hpp)里面的注释,它是一个单例的对象(最原始的线程)会产生或触发所有其他的线程,这个单个的VM线程是会被其他线程所使用来做一些VM操作(如,清扫垃圾等)。

在 VMThread 的结构体里有一个VMOperationQueue列队,所有的VM线程操作(vm_operation)都会被保存到这个列队当中,VMThread 本身就是一个线程,它的线程负责执行一个自轮询的loop函数(具体可以参考:VMThread.cpp里面的void VMThread::loop()) ,该loop函数从VMOperationQueue列队中按照优先级取出当前需要执行的操作对象(VM_Operation),并且调用VM_Operation->evaluate函数去执行该操作类型本身的业务逻辑。
ps:VM操作类型被定义在vm_operations.hpp文件内,列举几个:ThreadStop、ThreadDump、PrintThreads、GenCollectFull、GenCollectFullConcurrent、CMS_Initial_Mark、CMS_Final_Remark….. 有兴趣的同学,可以自己去查看源文件。

(搬运自 http://blog.csdn.net/a43350860/article/details/8134234 感谢原著作者)

2.Jmap

2.1   得到运行java程序的内存分配的详细情况。例如实例个数,大小等

2.2   命名行格式

jmap [ option ] pid

jmap [ option ] executable core

jmap [ option ] [server-id@]remote-hostname-or-IP

-dump:[live,]format=b,file=<filename> 使用hprof二进制形式,输出jvm的heap内容到文件=. live子选项是可选的,假如指定live选项,那么只输出活的对象到文件.

-finalizerinfo 打印正等候回收的对象的信息.

-heap 打印heap的概要信息,GC使用的算法,heap的配置及wise heap的使用情况.

-histo[:live] 打印每个class的实例数目,内存占用,类全名信息. VM的内部类名字开头会加上前缀”*”. 如果live子参数加上后,只统计活的对象数量.

-permstat 打印classload和jvm heap长久层的信息. 包含每个classloader的名字,活泼性,地址,父classloader和加载的class数量. 另外,内部String的数量和占用内存数也会打印出来.

-F 强迫.在pid没有相应的时候使用-dump或者-histo参数. 在这个模式下,live子参数无效.

-h | -help 打印辅助信息

-J 传递参数给jmap启动的jvm.

2.3   使用例子

jmap -histo pid(查看实例)

jmap -dump:format=b,file=heap.bin pid(导出内存,据说对性能有影响,小心使用)

(format=b是通过二进制的意思,但是能不能导出文本文件我没找到,知道的告诉我)

把内存结构全部dump到二进制文件中,通过IBM的HeapAnalyzer和eclipse的MemoryAnalyzer都可以分析内存结构。

这个是我用HeapAnalyzer查看出的我们daily的内存结构,已经列出了可能存在的问题。(这个工具我不熟悉,只供大家参考)

下面是我用eclipse 的MemoryAnalyzer查看内存结构图


上面的是eclipse分析内存泄漏分析出的。这个功能点非常多。可以慢慢学习

3.Jstat

3.1   这是一个比较实用的一个命令,可以观察到classloader,compiler,gc相关信息。可以时时监控资源和性能

3.2   命令格式

-class:统计class loader行为信息

-compile:统计编译行为信息

-gc:统计jdk gc时heap信息

-gccapacity:统计不同的generations(不知道怎么翻译好,包括新生区,老年区,permanent区)相应的heap容量情况

-gccause:统计gc的情况,(同-gcutil)和引起gc的事件

-gcnew:统计gc时,新生代的情况

-gcnewcapacity:统计gc时,新生代heap容量

-gcold:统计gc时,老年区的情况

-gcoldcapacity:统计gc时,老年区heap容量

-gcpermcapacity:统计gc时,permanent区heap容量

-gcutil:统计gc时,heap情况

3.3   输出参数内容

S0  — Heap上的 Survivor space 0 区已使用空间的百分比

S0C:S0当前容量的大小

S0U:S0已经使用的大小

S1  — Heap上的 Survivor space 1 区已使用空间的百分比

S1C:S1当前容量的大小

S1U:S1已经使用的大小

E   — Heap上的 Eden space 区已使用空间的百分比

EC:Eden space当前容量的大小

EU:Eden space已经使用的大小

O   — Heap上的 Old space 区已使用空间的百分比

OC:Old space当前容量的大小

OU:Old space已经使用的大小

P   — Perm space 区已使用空间的百分比

OC:Perm space当前容量的大小

OU:Perm space已经使用的大小

YGC — 从应用程序启动到采样时发生 Young GC 的次数

YGCT– 从应用程序启动到采样时 Young GC 所用的时间(单位秒)

FGC — 从应用程序启动到采样时发生 Full GC 的次数

FGCT– 从应用程序启动到采样时 Full GC 所用的时间(单位秒)

GCT — 从应用程序启动到采样时用于垃圾回收的总时间(单位秒),它的值等于YGC+FGC

例子1

例子2(连续5次)

例子3(PGCMN显示的是最小perm的内存使用量,PGCMX显示的是perm的内存最大使用量,PGC是当前新生成的perm内存占用量,PC是但前perm内存占用量)


这个工具的参数非常多,据说基本能覆盖jprofile等收费工具的所有功能了。多用用对于系统调优还是很有帮助的

注1:我们在daily用这样命令时,都要用-F参数的。因为我们的用户都不是启动命令的用户

注2:daily的这些命令好像都没有配置到环境变量里面,这个是我在自己应用机器里面看到的。需要去jdk目录底下执行。Sudo当然是必须的了

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