jvm優化——垃圾回收
我們了解了jvm對內存分配以及垃圾回收是怎麼來處理的。理論是指導實踐的工具，有了理論指導，定位問題的時候，知識和經驗是關鍵基礎，數據可以為我們提供依據。
在常見的線上問題時候，我們多數會遇到以下問題：
內存泄露
某個進程突然cpu飆升
線程死鎖
響應變慢...等等其他問題。
如果遇到了以上這種問題，在線下可以有各種本地工具支持查看，但到線上了，就沒有這麼多的本地調試工具支持，我們該如何基於監控工具來進行定位問題?
我們一般會基於數據收集來定位，而數據的收集離不開監控工具的處理，比如：運行日誌、異常堆棧、GC日誌、線程快照、堆快照等。經常使用恰當的分析和監控工具可以加快我們的分析數據、定位解決問題的速度。以下我們將會詳細介紹。
一、jvm常見監控工具&指令
1、 jps:jvm進程狀況工具
jps [options] [hostid]
如果不指定hostid就默認為當前主機或伺服器。
命令行參數選項說明如下：
-q 不輸出類名、Jar名和傳入main方法的參數 - l 輸出main類或Jar的全限名 -m 輸出傳入main方法的參數 - v 輸出傳入JVM的參數
例如:
2、jstat: jvm統計信息監控工具
jstat 是用於見識虛擬機各種運行狀態信息的命令行工具。它可以顯示本地或者遠程虛擬機進程中的類裝載、內存、垃圾收集、jit編譯等運行數據，它是線上定位jvm性能的首選工具。
命令格式:
jstat [ generalOption | outputOptions vmid [interval[s|ms] [count]] ] generalOption - 單個的常用的命令行選項，如-help, -options, 或 -version。 outputOptions -一個或多個輸出選項，由單個的statOption選項組成，可以和-t, -h, and -J等選項配合使用。
參數選項：
Option
Displays
Ex
class
用於查看類加載情況的統計
jstat -class pid:顯示加載class的數量，及所占空間等信息。
compiler
查看HotSpot中即時編譯器編譯情況的統計
jstat -compiler pid:顯示VM實時編譯的數量等信息。
gc
查看JVM中堆的垃圾收集情況的統計
jstat -gc pid:可以顯示gc的信息，查看gc的次數，及時間。其中最後五項，分別是young gc的次數，young gc的時間，full gc的次數，full gc的時間，gc的總時間。
gccapacity
查看新生代、老生代及持久代的存儲容量情況
jstat -gccapacity:可以顯示，VM內存中三代（young,old,perm）對象的使用和占用大小
gccause
查看垃圾收集的統計情況（這個和-gcutil選項一樣），如果有發生垃圾收集，它還會顯示最後一次及當前正在發生垃圾收集的原因。
jstat -gccause:顯示gc原因
gcnew
查看新生代垃圾收集的情況
jstat -gcnew pid:new對象的信息
gcnewcapacity
用於查看新生代的存儲容量情況
jstat -gcnewcapacity pid:new對象的信息及其占用量
gcold
用於查看老生代及持久代發生GC的情況
jstat -gcold pid:old對象的信息
gcoldcapacity
用於查看老生代的容量
jstat -gcoldcapacity pid:old對象的信息及其占用量
gcpermcapacity
用於查看持久代的容量
jstat -gcpermcapacity pid: perm對象的信息及其占用量
gcutil
查看新生代、老生代及持代垃圾收集的情況
jstat -util pid:統計gc信息統計
printcompilation
HotSpot編譯方法的統計
jstat -printcompilation pid:當前VM執行的信息
例如:
查看gc 情況執行:jstat-gcutil 27777
3、jinfo： java配置信息
命令格式:
jinfo[option] pid
比如:獲取一些當前進程的jvm運行和啟動信息。
4、jmap: java 內存映射工具
jmap命令用於生產堆轉存快照。列印出某個java進程（使用pid）內存內的，所有『對象』的情況（如：產生那些對象，及其數量）。
命令格式：
jmap [ option ] pid jmap [ option ] executable core jmap [ option ] [server-id@]remote-hostname-or-IP
參數選項：
-dump:[live,]format=b,file=
例如：
使用jmap -heap pid查看進程堆內存使用情況，包括使用的GC算法、堆配置參數和各代中堆內存使用情況：
使用jmap -histo[:live] pid查看堆內存中的對象數目、大小統計直方圖。
5、jhat:jvm堆快照分析工具
jhat 命令與jamp搭配使用，用來分析map生產的堆快存儲快照。jhat內置了一個微型http/Html伺服器，可以在瀏覽器找那個查看。不過建議儘量不用，既然有dumpt文件，可以從生產環境拉取下來，然後通過本地可視化工具來分析，這樣既減輕了線上伺服器壓力，有可以分析的足夠詳盡(比如 MAT/jprofile/visualVm)等。
6、jstack:java堆棧跟蹤工具
jstack用於生成java虛擬機當前時刻的線程快照。線程快照是當前java虛擬機內每一條線程正在執行的方法堆棧的集合，生成線程快照的主要目的是定位線程出現長時間停頓的原因，如線程間死鎖、死循環、請求外部資源導致的長時間等待等。
命令格式：
jstack [ option ] pid jstack [ option ] executable core jstack [ option ] [server-id@]remote-hostname-or-IP
參數：
-F當』jstack [-l] pid』沒有相應的時候強制列印棧信息 -l長列表. 列印關於鎖的附加信息,例如屬於java.util.concurrent的ownable synchronizers列表. -m列印java和native c/c++框架的所有棧信息. -h | -help列印幫助信息 pid 需要被列印配置信息的java進程id,可以用jps查詢.
後續的查找耗費最高cpu例子會用到。
二、可視化工具
對jvm監控的常見可視化工具，除了jdk本身提供的Jconsole和visualVm以外，還有第三方提供的jprofilter，perfino,Yourkit，Perf4j，JProbe，MAT等。這些工具都極大的豐富了我們定位以及優化jvm方式。
這些工具的使用，網上有很多教程提供，這裡就不再過多介紹了。對於VisualVm來說，比較推薦使用，它除了對jvm的侵入性比較低以外，還是jdk團隊自己開發的，相信以後功能會更加豐富和完善。jprofilter對於第三方監控工具，提供的功能和可視化最為完善，目前多數ide都支持其插件，對於上線前的調試以及性能調優可以配合使用。
另外對於線上dump的heap信息，應該儘量拉去到線下用於可視化工具來分析，這樣分析更詳細。如果對於一些緊急的問題，必須需要通過線上監控，可以採用 VisualVm的遠程功能來進行，這需要使用tool.jar下的MAT功能。
三、應用
1、cpu飆升
在線上有時候某個時刻，可能會出現應用某個時刻突然cpu飆升的問題。對此我們應該熟悉一些指令，快速排查對應代碼。
1.找到最耗CPU的進程
指令:top
2.找到該進程下最耗費cpu的線程
指令:top -Hp pid
3.轉換進位
printf 「%xn」 15332 // 轉換16進位（轉換後為0x3be4）
4.過濾指定線程，列印堆棧信息
指令: jstack pid |grep 'threadPid' -C5 --color jstack 13525 |grep '0x3be4' -C5 --color // 列印進程堆棧 並通過線程id，過濾得到線程堆棧信息。
可以看到是一個上報程序，占用過多cpu了（以上例子只為示例，本身耗費cpu並不高）
2、線程死鎖
有時候部署場景會有線程死鎖的問題發生，但又不常見。此時我們採用jstack查看下一下。比如說我們現在已經有一個線程死鎖的程序，導致某些操作waiting中。
1.查找java進程id
指令:top 或者 jps
2.查看java進程的線程快照信息
指令：jstack -l pid
從輸出信息可以看到，有一個線程死鎖發生，並且指出了那行代碼出現的。如此可以快速排查問題。
3、OOM內存泄露
java堆內的OOM異常是實際應用中常見的內存溢出異常。一般我們都是先通過內存映射分析工具（比如MAT）對dump出來的堆轉存快照進行分析，確認內存中對象是否出現問題。
當然了出現OOM的原因有很多，並非是堆中申請資源不足一種情況。還有可能是申請太多資源沒有釋放，或者是頻繁頻繁申請，系統資源耗盡。針對這三種情況我需要一一排查。
OOM的三種情況:
1.申請資源（內存）過小，不夠用。
2.申請資源太多，沒有釋放。
3.申請資源過多，資源耗盡。比如：線程過多，線程內存過大等。
1.排查申請申請資源問題。
指令:jmap -heap 11869
查看新生代，老生代堆內存的分配大小以及使用情況，看是否本身份配過小。
從上述排查，發現程序申請的內存沒有問題。
2.排查gc
特別是fgc情況下，各個分代內存情況。
指令:jstat -gcutil 11938 1000 每秒輸出一次gc的分代內存分配情況，以及gc時間
3.查找最費內存的對象
指令: jmap -histo:live 11869 | more
上述輸出信息中，最大內存對象才161kb,屬於正常範圍。如果某個對象占用空間很大，比如超過了100Mb，應該著重分析，為何沒有釋放。
注意，上述指令:
jmap -histo:live 11869 | more 執行之後，會造成jvm強制執行一次fgc，在線上不推薦使用，可以採取dump內存快照，線下採用可視化工具進行分析，更加詳盡。 jmap -dump:format=b,file=/tmp/dump.dat 11869 或者採用線上運維工具，自動化處理，方便快速定位，遺失出錯時間。
4.確認資源是否耗盡
pstree 查看進程線程數量
netstat 查看網絡連接數量
或者採用:
ll /proc/${PID}/fd | wc -l // 打開的句柄數
ll /proc/${PID}/task | wc -l （效果等同pstree -p | wc -l） //打開的線程數
以上就是一些常見的jvm命令應用。
一種工具的應用並非是萬能鑰匙，包治百病，問題的解決往往是需要多種工具的結合才能更好的定位問題，無論使用何種分析工具，最重要的是熟悉每種工具的優勢和劣勢。這樣才能取長補短，配合使用。