JDK命令行（jps、jstat、jinfo、jmap、jhat、jstack、jstatd、hprof）与JConsole

2023-07-20 22:36:16

很多资料在介绍JDK命令行工具时并不是在Java8环境下，因此还在使用过时的永久区系列的参数，给一些读者造成困难。

Java8使用Metaspace（元空间）代替永久区，对于64位平台，为了压缩JVM对象中的_klass指针的大小，引入了类指针压缩空间（Compressed Class Pointer Space）。关于这点，可以参考博客https://blog.csdn.net/liang0000zai/article/details/51168095。

1. JDK命令行工具

在JDK的开发包中，除了大家熟知的java.exe和javac.exe外，还有一系列辅助工具。这些工具在JDk安装目录下的bin目录中。如图：

虽然乍看之下，这些工作都是exe的可执行文件。但事实上，它们只是Java程序的一层包装，其真正实现是在 tools.jar 中。

以jps工具为例，在控制台执行jps命令和java -classpath %Java_HOME%/lib/tools.jar sun.tools.jps.Jps命令是等价的，即jps.exe只是这个命令的一层包装。

在学习以下命令之前，不妨使用IDEA写个不会退出的小程序，方便测试。示例代码：

package cn.zyzpp.jConsole;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        while (true){
            Thread.sleep(10000);
            //Byte[] bytes = new Byte[1024];
            //bytes = null;
            //System.gc();
            System.out.println(new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd hh:mm:ss").format(new Date()));
        }
    }
}

1.1 jps命令

命令jps用于列出java进程，直接运行jps不加任何参数，可以列出Java程序的进程ID以及Main函数等名称。

从这个输出中可以看到，当前系统*存在4个Java应用程序，其中第一个输出jps就是jps命令本身，这个更加证明此命令本质也是一个Java程序。此外，jps还提供了一系列参数来控制它的输出内容。

参数-q指定jps只输出进程ID，而不输出类的短名称：

参数-m用于输出传递给Java进程（主函数）的参数：

参数 -l用于输出主函数的完整路径：

参数 -v可以显示传递给JVM的参数：

1.2 jstat命令

jstat是一个可以用于观察Java应用程序运行时信息的工具。它的功能非常强大，可以通过它，查看堆信息的详细使用情况。它的基本使用语法为：

jstat -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval>] [<count>]

选项option可以由以下值构成：

-class：显示ClassLoader的相关信息。
-compiler：显示JIT编译的相关信息。
-gc：显示与GC相关的堆信息。
-gccapacity：显示各个代的容量及使用情况。
-gccause：显示垃圾收集相关信息（同-gcutil），同时显示最后一次或当前正在发生的垃圾收集的诱发原因。
-gcnew：显示新生代信息。
-gcnewcapacity：显示新生代大小与使用情况。
-gcold：显示老年代与永久代的信息。
-gcoldcapacity：显示老年代的大小。
-gcmetacapacity：显示元空间的大小。（在java8之前是使用-gcpermcapacity显示永久代的大小）
-gcutil：显示垃圾收集信息。
-printcompilation：输出JIT编译的方法信息。

以上选项可以输入 jstat -options 查看。

-t 参数可以在输出信息前加一个 Timestamp 列，显示程序的运行时间。

-h 参数可以在周期性数据输出时，输出多少行数据后，跟着输出一个表头信息。

vmid 参数就是Java进程id。

interval 参数用于指定输出统计数据的周期，单位为毫秒。

count 用于指定一共输出多少次数据。

示例

1.2.1 -class

输出java进程13516的ClassLoader相关信息。每秒钟统计一次信息，一共输出2次：

在-class的输出中，Loaded 表示载入了类的数量，Bytes表示载入类的合计大小（KB），Unloaded 表示卸载类的数量，第2个Bytes表示卸载类的大小，Time表示在加载和卸载类上所花的时间。

1.2.2 -compiler

下例显示了查看JIT编译的信息：

Compiled 表示编译任务执行的次数，Failed表示编译失败的次数，Invalid 表示编译不可用的次数，Time 表示编译后的总耗时，FailedType 表示最后一次编译失败的类型，FailedMethod 表示最后一次编译失败的类名和方法名。

1.2.3 -gc

下例显示了与GC相关的堆信息的输出：

各项参数的含义如下：

S0C：s0（from）的大小（KB）。
S1C：s1（from）的大小（KB）。
S0U：s0（from）已使用的空间（KB）。
S1U：s1(from)已经使用的空间(KB)
EC：eden区的大小(KB)
EU：eden区已经使用的空间(KB)
OC：老年代大小(KB)
OU：老年代已经使用的空间(KB)
MC：元空间的大小（Metaspace）（KB）
MU：元空间已使用大小（KB）
CCSC：压缩类空间大小（compressed class space）（KB）
CCSU：压缩类空间已使用大小（KB）
YGC：新生代gc次数
YGCT：新生代gc耗时（秒）
FGC：Full gc次数
FGCT：Full gc耗时（秒）
GCT：gc总耗时（秒）

1.2.4 -gccapacity

下例显示了各个代的信息，与-gc相比，它不仅输出了各个代的当前大小，也包含了各个代的最大值和最小值。

各参数含义：

NGCMN：新生代最小（初始化）容量（字节）
NGCMX：新生代最大容量（字节）
NGC：当前新生代容量（字节）
OGCMN：老年代最小容量（字节）
OGCMX：老年代最大容量（字节）
MCMN：metaspace(元空间)中初始化(最小)的大小 (字节)
MCMX ：metaspace(元空间)的最大容量 (字节)
CCSMN：最小压缩类空间大小（字节）
CCSMX：最大压缩类空间大小（字节）

1.2.5 -gccause

下列显示了最近一次GC的原因以及当前GC的原因：

各项参数如下：

LGCC：上次GC的原因。
GCC：当前GC的原因。

1.2.6 -gcnew

-gcnew 参数用于查看新生代的一些详细信息：

各项参数的含义如下：

TT：新生代对象晋升到老年代对象的年龄。
MTT：新生代对象晋升到老年代对象的年龄最大值。
DSS：所需的survivor区大小。

1.2.7 -gcnewcapacity

-gcnewcapacity 参数可以详细输出新生代各个区的大小信息：

各项参数的含义如下：

S0CMX：s0区的最大值（KB）。
S1CMX：s1区的最大值（KB）。
ECMX：eden区的最大值（KB）。

1.2.8 -gcold

-gcold 可以用于展现老年代GC的概况。

1.2.9 -gcoldcapacity

-gcoldcapacity 用于展现老年代的容量信息：

1.2.10 -gcmetacapacity与-gcpermcapacity

-gcpermcapacity 用于展示永久区的使用情况，但是在Java8环境下使用会报错找不到。因为java8的永久区被元空间取而代之。所以要使用 -gcmetacapacity：

1.2.11 -gcutil

-gcutil 用于展示GC回收相关信息：

各项参数如下：

S0：s0区使用的百分比。
S1：s1区使用的百分比。
E：eden 区使用的百分比。
O：old区使用的百分比。
M：元空间使用的百分比。
CCS：压缩类空间使用的百分比。

1.3 jinfo命令

jinfo 可以用来查看正在运行的Java运行程序的扩展参数，甚至支持在运行时修改部分参数。它的基本语法为：

jinfo <option> <pid>

其中option可以为以下信息：

-flag: 打印指定java虚拟机的参数值。
-flag [+|-]< name >：设置或取消指定java虚拟机参数的布尔值。
-flag < name >=< value >：设置指定java虚拟机的参数的值。
在很多情况下，Java应用程序不会指定所有的JVM参数。而此时，开发人员可能不知道某一个具体的JVM参数的默认值。有了 jinfo 工具，开发人员可以很方便地找到JVM参数的当前值。

1）下例显示了新生代对象晋升到老年代对象的最大年龄。在应用程序运行时并没有指定这个参数，但是通过jinfo，可以查看这个参数的当前的值。

2）显示是否打印GC详细信息。

3）修改部分参数的值，下面是对PrintGCDetails参数的修改。

1.4 jmap命令

jmap 可以生成Java应用程序的堆快照和对象的统计信息。基本语法为：

jmap [option] vmid

option 选项如下：

选项	作用
-dump	生成java堆转储快照。格式为： -dump:[live,]format=b,file=<filename>,其中live子参数说明是否只dump出存活的对象
-finalizerinfo	显示在F-Queue中等待Finalizer线程执行finalize方法的对象。只在Linux/Solaris平台下有效
-heap	显示java堆详细信息，如使用哪种收集器、参数配置、分代情况等，在Linux/Solaris平台下有效
-histo	显示堆中对象统计信息，包含类、实例对象、合集容量
-permstat	以ClassLoader为统计口径显示永久代内存状态。只在Linux/Solaris平台下有效
-F	当虚拟机进程对-dump选项没有相应时。可使用这个选项强制生成dump快照。只在Linux/Solaris平台下有效

下例使用jmap生成PID为9440的Java应用程序的对象统计信息，并输入到 s.txt 文件中。

jmap -histo 9440 >c:\s.txt

输出文件有如下结构：

可以看到，这个输出显示了内存中的实例数量和合计。

另一个更为重要的功能是得到Java程序的当前堆快照：

本例中，将应用程序的堆快照输出到E盘的heap.bin文件中。之后，可以通过多种工具分析文件。比如，下文中提到的jhat工具。也可以使用 Visual VM工具打开这个快照文件。

1.5 jhat命令

使用 jhat 工具可以用于分析Java应用程序的堆快照内容。以前文中jmap的输出对文件 heap.hprof 为例：

jhat 在分析完成后，使用HTTP服务器展示其分析结果。在浏览器中访问http://localhost:7000/，结果如图所示。

在默认页中，jhat 服务器显示了所有的非平台类信息。单击链接进入，可以查看选中类的超类、ClassLoader 以及该类的实例等信息。此外，在页面底部，jhat还为开发人员提供了其他查询方式（Other Queries）。

通过这些链接，开发者可以进一步查看所有类信息（包括Java平台的类）。所有类的实例数量以及实例的具体信息。最后，还有一个链接指向OQL查询界面。

图中显示了在jhat中，查看Java应用程序里java.lang.String类的实例数量：

单击 instances 链接可以进一步查看 String 对象的实例，如图所示：

通常，导出的堆快照信息可以非常大，由于信息太多，可能很难通过页面上简单的链接索引找到想要的信息。为此，jhat还支持使用OQL语句对堆快照进行查询。执行 OQL 语言的界面非常简洁，如图所示。使用OQL查询出当前Java程序中所有java.io.File对象的路径。OQL如下：

select file.path.value.toString() from java.io.File file

1.6 jstack命令

jstack 可用于导出Java应用程序的线程堆栈。语法为：

jstack [-l] <pid>

-l选项用于打印锁的附加信息。

jstack 工具会在控制台输出程序中所有的锁信息，可以使用重定向将输出保存到文件，如：

jstack -l 16196 >e\deadlock.txt

通过 jstack 工具不仅可以得到线程堆栈，它还能自动进行死锁检查，输出找到的死锁信息。

1.7 jstatd命令

之前所述的工具中，只涉及到监控本机的Java应用程序。而在这些工具中，一些监控工具也支持对远程计算机的监控（如：jps、jstat）。为了启用远程监控，则需要配合使用jstatd工具。

命令jstatd是一个RMI服务端程序，它的作用相当于代理服务器，建立本地计算机与远程监控工具的通信。jstatd服务器将本机的Java应用程序信息传递到远程计算机。

直接打开jstatd服务器可能会抛出访问拒绝异常：

这是由于jstatd程序没有足够的权限所致，可以使用Java的安全策略，为其分配相应的权限，下面代码为jststd分配了最大的权限，将其保存在jstatd.all.policy文件中：

grant codebase "file:${java.home}/../lib/tools.jar" {
permission java.security.AllPermission;
};

然后，使用以下命令再次开启jstatd服务器：

 jstatd -J-Djava.security.policy=c:\jstatd.all.policy

服务器即可开启成功。

-J参数是一个公共的参数，如jps、jstat等命令都可以接受这个参数。由于jsp、jstat命令本身也是Java应用程序，-J参数可以为jps等命令本身设置其JVM参数。

默认情况下，jstatd 将在1099端口开启RMI服务器：

使用jps命令显示远程计算机的Java进程：

jps localhost:1099

使用jstat命令显示远程进程460的GC情况：

jstat -gcutil 460@localhost:1099

1.8 hprof工具

hprof不是独立的监控工具，它只是一个Java agent工具，它可以用于监控Java应用程序在运行时的CPU信息和堆信息。使用 java -agentlib:hprof=help 命令可以查看hprof 的帮助文档。下面是 hropf 工具帮助信息的输出：

使用hprof工具可以查看程序中各个函数的CPU占用时间。以下代码包含3个方法，分别占用不同的CPU时间：

public class HProfTest {
    public void slowMethod(){
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void slowerMethod(){
        try {
            Thread.sleep(10000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void fastMethod(){
        try {
            Thread.yield();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        HProfTest hProfTest = new HProfTest();
        hProfTest.fastMethod();
        hProfTest.slowMethod();
        hProfTest.slowerMethod();
    }
}

使用参数-agentlib:hprof=cpu=times,interval=10运行以上代码。times选项将会在Java函数的调用前后记录函数的执行时间，进而计算函数的执行时间。hprof=cpu是针对cpu统计时间。interval=10 采样10次。程序运行后会发现多了一个文本文件java.hprof.txt，打开后查看部分输出如下，可以很容易看到运行时间最长的函数：

使用参数-agentlib:hprof=heap=dump,format=b,file=e:\core.hprof 运行程序，可以将应用程序的堆快照保存在指定文件 e:\core.hprof 中。使用MAT或者Visual VM等工具可以拆这个堆文件。

使用参数 -agentlib:hprof=heap=sites 运行程序，可以输出Java应用程序中各个类所占的内存百分比，部分输出如下：

2.JConsole工具

JConsole（Java Monitoring and ManagementConsole）工具时JDK自带的图形化性能监控工具。通过JConsole工具，可以查看Java应用程序的运行概况，监控堆信息、永久区使用情况、类加载情况等。本节主要介绍JConsole工具的基本使用方法。

2.1 JConsole连接Java程序

JConsole 程序在%JAVA_HOME%/bin目录下，双击启动后，程序便要求指定连接Java应用程序，如图所示。

在罗列的本地Java应用程序选择PID为15908的程序，连接。

如果需要使用JConsole连接远程进程，则需要在远程Java应用程序启动时，加上如下参数：

-Djava.rmi.server.hostname=127.0.0.1       #远程服务器的ip地址
-Dcom.sun.management.jmxremote
-Dcom.sun.management.jmxremote.port=8888   #指定jmx监听的端口
-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false  #是否开启认证
-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false   #是否开启ssl

基于以上配置启动的Java应用程序，通过JConsole在远程连接时，只需要填写如下远程进程即可：

127.0.0.1:8888

2.2 Java程序概况

在连接上Java应用程序后，便可以查看应用程序概况。

2.3 内存监控

切换到内存监控页面，JConsole 可以显示当前内存的详细信息。这不仅是包括堆内存的整体信息，更细化到eden区、survivior 区、老年代的使用情况。同时，也包括非堆区，即永久代的使用情况，如图所示，单机界面右上角的“执行GC”按钮，可以强制应用程序进行一次Full GC。

2.4 线程监控

JConsole 中的线程选项卡允许开发人员监控程序内的线程，如图所示。JConsole 显示了系统内的线程数量，并在屏幕下方，显示了程序中所有的线程。单击线程名称，便可以查看线程的栈信息。

使用最下方的“监测死锁”按钮。还可以自动监测多线程应用程序的死锁情况。

2.5 类加载情况

JConsole的类页面如图所示，显示了系统以及装载的类数量。在详细信息栏中，还显示了已卸载的类数量。

2.6 虚拟机信息

在VM摘要页面，JConsole 显示了当前应用程序的运行环境。包括虚拟机类型、版本、堆信息以及虚拟机参数等。

2.7 MBean管理

MBean页面允许通过JConsole进行MBean的管理，包括查看或者设置MBean的属性、运行MBean的方法等。下图是MBean的管理界面，这里选中了Memory的Verbose属性。通过修改Verbose的属性值，可以在程序运行时动态打开或者关闭GC的输出信息。

MBean种类繁多。主要的操作如下：

2.8 使用插件

除了基本功能之外，JConsole还支持插件扩展。在JDK的安装目录下，就有一个自带的JConsole插件。使用以下命令可以让JConsole加载插件并启动：

jconsole -pluginpath C:\Java\jdk1.6.0_22\demo\management\JTop\JTop.jar

JConsole启动后，连接到任意Java应用程序，便可以进入JTop页面。

参考

《Java程序性能优化》葛一鸣著

码农公寓

1. JDK命令行工具

1.1 jps命令

1.2 jstat命令

1.2.1 -class

1.2.2 -compiler

1.2.3 -gc

1.2.4 -gccapacity

1.2.5 -gccause

1.2.6 -gcnew

1.2.7 -gcnewcapacity

1.2.8 -gcold

1.2.9 -gcoldcapacity

1.2.10 -gcmetacapacity与-gcpermcapacity

1.2.11 -gcutil

1.3 jinfo命令

1.4 jmap命令

1.5 jhat命令

1.6 jstack命令

1.7 jstatd命令

1.8 hprof工具

2.JConsole工具

2.1 JConsole连接Java程序

2.2 Java程序概况

2.3 内存监控

2.4 线程监控

2.5 类加载情况

2.6 虚拟机信息

2.7 MBean管理

2.8 使用插件

参考

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