使用Java工具解决生产故障（一）-jcmd介绍

1.简介

Java开发的应用程序在线上出现生产故障很常见，通常我们会在开发环境模拟此类故障，但偶尔也会遇到无法成功模拟的故障。那么我们就需要在生产环境上进行分析，定位故障产生原因。JDK1.7版本之后新增了一个命令行工具jcmd，那么下面我们就使用jcmd来定位生产故障吧。

2.命令介绍

2.1获取所有的JVM

首先，我们可以通过jcmd获取所有的JVM列表。

>jcmd

直接输入jcmd，就能列出所有运行中的JVM。

7796
8404
7592
1228 sun.tools.jcmd.JCmd
7628 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer

通过命令，可以查看到总共有5个JVM正在运行中。

2.2查看jcmd支持的命令

>jcmd <PID> help

7628:
The following commands are available:
VM.native_memory
ManagementAgent.stop
ManagementAgent.start_local
ManagementAgent.start
GC.rotate_log
Thread.print
GC.class_stats
GC.class_histogram
GC.heap_dump
GC.run_finalization
GC.run
VM.uptime
VM.flags
VM.system_properties
VM.command_line
VM.version
help

For more information about a specific command use 'help <command>'.

如果需要对特定的命令进行帮助说明，可以在help之后加上命令名。

>jcmd 7628 help VM.version

7628:
VM.version
Print JVM version info

Impact: Low

Permission: java.util.

Syntax: VM.version

包含了命令的含义、影响、权限、语法等信息。

2.3生成堆dump

很多时候我们需要生成dump，再使用特定工具去详细进行分析（例如VisualVm）。

>jcmd 7628 GC.heap_dump filepath

通过上述命令可以生成相应的堆dump。

GC.heap_dump
Generate a HPROF format dump of the Java heap.

Impact: High: Depends on Java heap size and content. Request a full GC unless the '-all' option is specified.

Permission:             
java.lang.management.ManagementPermission(monitor)

Syntax : GC.heap_dump [options] <filename>

Arguments:
    filename :  Name of the dump file (STRING, no default value)

Options: (options must be specified using the <key> or <key>=<value> syntax)
    -all : [optional] Dump all objects, including unreachable objects (BOOLEAN, false)

通过帮助手册可以查看到，生成HPROF格式的堆dump，可以指定-all命令就能dump所有的对象，包括那些无法到达的对象。
命令指定的路径是相对于JVM运行的当前路径，所以最好还是指定一个全路径。
Dump生成之后就可以使用VisualVM等工具进行分析了，详细的分析流程在后续会陆续讲到。

可能很多小伙伴使用过jmap工具，也一样可以生成dump文件，不过未来版本可能会被去掉，Oracle官方也建议使用jcmd。

2.4生成类直方图

类直方图是一个较为直观的状态去查看内存分布的情况。

>jcmd <PID> GC.class_histogram

 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------
   1:          5923        5976952  [I
   2:         50034        4127704  [C
   3:         49465        1187160  java.lang.String
   4:           188        1069496  [J
   5:          3985        1067240  [Ljava.util.HashMap$Node;
   6:          8756         982872  java.lang.Class
   7:          2855         835792  [B
   8:         23570         754240  java.util.HashMap$Node
   9:         13964         671440  [Ljava.lang.Object;
  10:          9642         308544  java.util.Hashtable$Entry
  11:          4453         213744  java.util.HashMap

上述对象描述的只是类自身大小，不包含子对象。上图中String底层实现使用到了char[]，但是很明显char[]并未比String大多少。

2.5打印线程状态

有时候我们的应用程序会产生死锁或者频繁争抢资源的情况，那么就可以通过打印线程状态来详细分析各个线程的执行状态。

jstack <PID>
jcmd <PID> Thread.print

3.总结

我们对jcmd有了一个直观的认识，下面的文章中将会对各种线上故障通过jcmd进行一一解决。

参考资料： Java Performance Tuning Guide

作者：BrianXia
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