JVM性能调优实战篇（一）
关于JVM的的第三篇文章来了，这一篇是JVM的调优实战篇，上一篇是调优实战的基础理论篇，主要是关于GC方面的，因为对于JVM的调优基本就是Java堆了，所以涉及到的区域几乎与GC是脱不了关系的。
这一篇主要的内容如下，包括常用的调优工具本地的和线上的，并且有案例结合使用来讲解，然后就是一些常见的实战场景，这个也是几乎大厂面试官会问的，大家面试的时候也可以直接拿来当案例：
调优工具
好了，首先我们来了解我们常用的调优工具吧，我这里推荐的GUI工具是：VisualVM，我不知道大家用的是哪一款。
VisualVM
VisualVM是jdk自带的调优工具，在安装的路径下jdk1.8.0_40\bin就可以看到jvisualvm工具了：
直接双击它就可以使用了，双击后打开的界面如下：
在打开的界面中，左边分为本地和远程，只要你本地有java进程启动，他就会自动检测到，比如 DeadLock（pid 8120） 就是我本地启动的死锁的案例。
你也可以连远程服务器的Java进程，不过一般正式环境的服务器都不会让你连接的，我们的正式环境只有QA才能操作，我们开发人员只能才做dev环境，像test环境都只能提测给QA有他们才能操作，这里我们就直接使用笨的操作。
在右边的内容区就可以看到我们主要关注的板块了，比如概述显示的就是我们启动Java进程时设置的JVM参数以及系统的属性（一般默认）。
还有就是监视板块，它显示的GUI界面如上图所示，展示的是CPU的使用情况、堆大小的使用情况、Metadata（元空间的使用情况）、以及该进程中装载的类和线程数情况，所以可以通过这个界面至少可以观察到CPU的健康状况和内存堆大小的变化情况。
第三个板块线程肯定就是现实线程的运行时的信息，可以看到这里直接就显示检测到死锁的存在，可以说这个工具还是非常的智能的，在所有线程中可以看看到两个爆红的DeadLock1和DeadLock2线程。
然后点击右边的线程Dump，就可以看到线程的堆栈信息：
可以看到两个线程在相互等待，各自等待的锁，都同时被对方持有就就陷入的死锁的局面。
所以通过第三板块的线程就能排查死锁的，然后就是抽样器和Profiler可以查看cpu的内存情况：
最后的就是Visual GC，这个必须要安装插件才有，安装的方式就是在导航栏的工具下的插件就可以安装，具体安装的话可以百度一下，挺简单的：
在这块的内容就可以看到包括Compile Time（编译时间）、Class Loader Time（类加载器加载类的时间）、GCTime（总GC的时间）、Eden、S1、S0、Old Gen（老年代大小）、Matadata（元空间的大小）。
对于调优Java堆，主要关注的几块内容就是下面这几块：Eden、S1、S0、Old Gen区域的大小变化，以及XXX collections、XXXms属性的变化，他们分别表示：发生了多少次GC，以及发生GC过程的时间是多少。
还有一块是堆存储文件的分析，这一块也是在如下图所示，能够看到堆中实例数的占比，可以分析OOM问题、以及内存泄露的问题，结合线程的堆栈信息就能够及时的排查出OOM：
关于Visual VM的详细使用就说到这里，基本开发中要用的，都提到了，详细的自己也可以找一找教程进行深入的学习。
Arthas
Arthas是阿里的开源项目之一，可以用于生产中分析Java进程的具体情况，分析的一些内容和Visual VM很多都是类似的，只不过人家是Linux环境的使用命令的方式。
下载
首先是下载Arthas，直接使用wget方式：
wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar
下载后他就是一个jar项目，可以通过java命令直接启动。
对于后面的实例讲解，比如OOM案例，死锁案例，CPU飙高案例，为了节约时间，我都是直接使用javac和java命令来编译和运行的，比较方便，就不再创建SpringBoot项目了，大家也可以提前先配置好自己的jdk的环境变量。
启动
下载完Arthas后就可以启动它，直接通过下面命令进行启动：
java -jar arthas-boot.jar -h
我先启动自己的案例OOM
然后，再启动Arthas后，他就会自动检测到Java进程，然后选择你要监测的Java进程，比如OOM，所以直接输入1：
输入1后就成功进入到Arthas：
下面来了解Arthas的常用的命令，非常详细的就不会讲解，太多命令了，只讲几个常用的，也是案例中用到的，详细的学习可以移步到这里：Arthas官方文档。
dashboard
输入dashboard 命令后就会出现监控面板：类图向界面，用于观察每个线程及所占的CPU。
对于里面的每一个字段表示什么意思，应该英文不差的，也能知道，我这里直接查百度截个图，就不一个一个敲了，太多了，大家可以下面的这个图：
thread
thread命令是查看线程的信息的，包括线程堆栈信息，线程占用的CPU信息诸如此类。
thread的参数如下所示：
直接输入thread后，就可以查看到其中的children-thread是占用cpu最高的，而children-thread这个名字是我创建这个线程时赋予这个现成的名字。
在阿里的开发手册中也有提到，对于线程池的创建最好命名，这样就是为了出现问题的时候方便排查原因：
阿里这个开发手册挺棒的，强推一下，它的开发手册除了一些规范之外，也包括一些调优：sql调优，有兴趣的可以看一看，之前应该挺多技术博主都在公众号中发过这本pdf。
jvm
jvm这个命令就可以用于查看当前JVM信息
上图详细的字段信息可以参考以下图所示：
trace
trace命令是用来监测类内部方法的调用的，以及方法调用的耗时情况：
如果一个方法的耗时过长，那么这个方法很可能就有问题，需要review原来的代码。
sc -d 类名还可以查看类的信息，如下所示：
jad
jad命令是将JVM中实际运行的class的byte code反编译成 java 代码，是比较强大的命令，比如：我们可能要线上检查代码的一些问题，就可以使用这个命令进行反编译：
watch
watch命令可以用来查看制定方法的调用情况，观察的范围包括：返回值、抛出异常、入参等。
具体的详细参数可以参考如下：
原生命令
除了上面介绍的第三方的工具，还有可以使用linux的原始命令来排查问题，主要有以下几种命令：
jps top jstack jstat jmap jhat jinfo
jps
jps可以列出正在运行的虚拟机进程，并显示虚拟机执行主类（Main Class，main()函数所在的类）名称以及这些进程的本地虚拟机唯一ID（LVMID，Local Virtual Machine Identifier）。
这里查到Java进程的Id后就可以进行后面的操作，比如查进程内的线程情况。
若是想详细了解jps命令的的一些参数，可以使用man命令进行查询，比如man jps：
| 选项 | 作用 |
|---|---|
| -q | 用于只输出进程PID信息，省略主类的名称信息 |
| -m | 输出虚拟机启动的时候传给主类main()函数的参数 |
| -l | 输出主类的全名，以及包名的全路径 |
| -v | 输出虚拟机进程启动时的JVM参数 |
top
top命令是查询各个进程的cpu使用情况，可以结合ps来使用，如下图所示：
jstack
jstack主要是用于查询线程的堆栈信息情况，用它就可以轻而易举的排查死锁的信息，比如如下图所示就是排查死锁，使用jstack pid，若是发现死锁，它会给你提示的：
jstat
jstat是虚拟机统计信息的监视工具，用于统计虚拟机运行时状态信息的命令，比如GC信息、内存信息、即时编译器运行时的信息等。
jstat有挺多参数的，常用的如下所示：
| 选项 | 用途 |
|---|---|
| -class | 输出类加载、卸载数量、总空间以及类卸载耗时 |
| -gc | 输出Java堆情况，包括Eden、S1、S0、老年代、等空间的容量、已使用量、垃圾回收时间等信息 |
| -gccapaccity | 也是监视Java堆的情况、但是主要关注Java堆各个区域使用到最大、最小空间 |
| -gcutil | 输出Java堆中已使用空间占用总空间的百分比 |
| -gccause | 与-gcutil功能一样，会额外输出上一次垃圾收集产生的原因 |
| -gcnew | 输出新生代的情况 |
| -gcnewcapacity | 也只关注新生代，主要是关注使用的最大、最小空间 |
| -gcold | 输出老年代的情况 |
| -gcoldcapacity | 也只关注老年代，主要是关注使用的最大、最小空间 |
| -gcpermcapacity | 输出永久代使用的最大、最小空间 |
| -compiler | 输出即时编译过的方法、耗时等信息 |
| -printcomilation | 输出已经被编译过的方法 |
使用jstat -gc pid就可以查看如下图所示的gc的一些情况
上面的字段分别表示为：
| 列名 | 作用 |
|---|---|
| S0C | 年轻代中第一个survivor（幸存区）的容量 (字节) |
| S1C | 年轻代中第二个survivor（幸存区）的容量 (字节) |
| S0U | 年轻代中第一个survivor（幸存区）目前已使用空间 (字节) |
| S1U | 年轻代中第二个survivor（幸存区）目前已使用空间 (字节) |
| EC | 年轻代中Eden（伊甸园）的容量 (字节) |
| EU | 年轻代中Eden（伊甸园）目前已使用空间 (字节) |
| OC | Old代的容量 (字节) |
| OU | Old代目前已使用空间 (字节) |
| MC | 元空间的容量 (字节) |
| MU | 元空间目前已使用空间 (字节) |
| YGC | 从应用程序启动到采样时年轻代中gc次数 |
| YGCT | 从应用程序启动到采样时年轻代中gc所用时间(s) |
| FGC | 从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc次数 |
| FGCT | 从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc所用时间(s) |
| GCT | 从应用程序启动到采样时gc用的总时间(s) |
关于jstat的一些其他参数的详细解释，大家可以查查文档或者直接使用man jstat来查看。
jmap
jmap应该是使用比较少的工具，因为他的作用就是生成堆转储快照，但是它会消耗系统资源，所以一般不用，取而代之的就是使用JVM参数：-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError和 -XX:HeapDumpPath= ${目录} 。
然后，就是使用内存分析工具堆堆转储文件进行分析一波，所以这个命令，大家了解一下就好，不过一般项目比较小的话，一般的传统项目，你还是可以用的，对于互联网项目那就不行了。
jhat
jhat也是大家要了解就行的命令，它主要是虚拟机堆转储快照分析工具，因为一般都会生成堆转储文件，然后使用GUI界面来分析，很少在线上分析堆转储文件。
因为他也是要消耗服务器性能的，而且一般分析的过程都会比较长，所以不会采用在线上分析的方法。
jinfo
jinfo的作用是实施的查看和调整虚拟机的各项参数，不过我们可能一般更加关注的是在虚拟机启动的时候，我们设置的参数，可以通过jps -v来查询。
好了，这一篇限于篇幅的原因，先写到这里，下一篇再继续了解JVM的调优实战案例分析，原来想一篇写完的，但是篇幅估计得达到两万多字，太长了，所以分两篇吧，有需要阿里巴巴开发手册的，和文章中使用到的案例的源代码的，可以加我微信：abc730500468获取，这一期就到这里，我是黎杜，我们下一期见。
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