java中如何使用JVM指令來實作伺服器故障排查

本篇文章就跟大家介紹java中使用JVM指令來實作伺服器故障排查的方法。有一定的參考價值，有需要的朋友可以參考一下，希望對你們有幫助。

一、top（Linux指令）

執行top指令：    （查看行程15477的詳細情況，下文用到）

　

#系統資訊（前五行）：

• 第1行：Top 任務佇列資訊(系統運作狀態及平均負載)，與uptime指令結果相同。
  

• 系統平均負載：單核心CPU情況下，0.00 表示沒有任何負荷，1.00表示剛好滿載，超過1側表示超負荷，理想值是0.7；

• 多核心CPU負載：CPU核數* 理想值0.7 = 理想負載，例如：4核心CPU負載不超過2.8何表示沒有出現高負載。

• 格式：up xx days, HH:MM

• 例如：241 days, 20:11, 表示連續運行了241天20小時11分鐘

• 第1段：系統目前時間，例如：16:07:37

• #第2段：系統運作時間，未重新啟動的時間，時間越長系統越穩定。
  

• 第3段：目前登入使用者數，例如：1 user，表示目前只有1個使用者登入

• 第4段：系統負載，即任務佇列的平均長度，3個數值分別統計最近1，5，15分鐘的系統平均負載 
  

• 第2行： Tasks 進程相關資訊 
  

• 第1段：進程總數，例如：Tasks: 231 total, 表示總共執行231個進程

• 第2段：正在執行的進程數，例如：1 running,

• #第3段：睡眠的進程數，例如：230 sleeping,

• #第4段：停止的行程數，例如：0 stopped,

• #第5段：殭屍行程數，例如：0 zombie

• 第3行：Cpus CPU相關訊息，若是多核心CPU，按數字1可顯示各核CPU訊息，此時1行將轉為Cpu核數行，數字1可以來回切換。
  

• 第1段：us 用戶空間佔用CPU百分比#，例如：Cpu (s): 12.7%us,

• 第2段：sy 核心空間佔用CPU百分比，例如：8.4%sy,

• #第3段：ni 使用者進程空間內改變優先權的程序佔用CPU百分比，例如：0.0%ni,

• 第4段：id 空閒CPU百分比，例如：77.1%id,

• 第5段：wa 等待輸入輸出的CPU時間百分比，例如：0.0%wa,

• 第6段：hi CPU服務硬體中斷所耗費的時間總額，例如：0.0%hi,

• #第7段：si CPU服務軟中斷所耗費的時間總額，例如：1.8%si,

• 第8段：st Steal time 虛擬機器被hypervisor偷去的CPU時間（如果目前處於hypervisor下的vm，實際上hypervisor也是要消耗部分CPU處理時間的）

• #第4行：Mem 內存相關信息（Mem: 12196436k total, 12056552k used, 139884k free, 64564k buffers） 
  

• 第1段：實體記憶體總量，例如：Mem: 12196436k total,

• 第2段：使用的實體記憶體總量，例如： 12056552k used,

• 第3段：空閒記憶體總量，例如：Mem: 139884k free,

• 第4段：用作核心快取的記憶體量，例如：64564k buffers

•  第5行：Swap 交換分區相關資訊（Swap: 2097144k total, 151016k used, 1946128k free free, 151016k used, 1946128k free 3120236k#）
  

• #第1段：交換區總量，例如：Swap: 2097144k total,

• 第2段：使用的交換區總量，例如：151016k used,

• 第3段：空閒交換區總量，例如：1946128k free,

• #第4段：緩衝的交換區總量，3120236k cached

 

進程資訊：

　　在top指令中按f按可查看顯示的列信息，按對應字母開啟/關閉列，大寫字母表示開啟，小寫字母表示關閉。帶*號的是預設列。

• A: PID = (Process Id) 程式Id;

• ################################################################ ######E: ###USER### = (User Name) 進程擁有者的使用者名稱；###

• H: PR = (Priority) 優先權

• ##I: 

  NI = (Nice value) nice值。負值表示高優先權，正值表示低優先權

• O: VIRT = (Virtual Image (kb)) 行程使用的虛擬記憶體總量，單位kb。 VIRT=SWAP RES

• Q: RES = (Resident size (kb)) 進程使用的、未被換出的實體內存大小，單位kb。 RES=CODE DATA

• T: 

  SHR = (Shared Mem size (kb)) 共享記憶體大小，單位kb

• #W: 

  S = (Process Status) 行程狀態。 D=不可中斷的睡眠狀態,R=運作,S=睡眠,T=追蹤/停止,Z=殭屍行程

• K: % CPU = (CPU usage) 上次更新到現在的CPU時間佔用百分比

• N: %MEM  = (Memory usage (RES)) 進程使用的實體記憶體百分比

• M: 

  TIME = (CPU Time, hundredths ) 行程使用的CPU時間總計，單位1/100秒 b: 
  PPID = (Parent Process Pid) 父行程Id c: 
  RUSER = (Real user name) d: 
  UID = (User Id) 進程擁有者的使用者id f: 
  GROUP = (Group Name) 進程擁有者的群組名稱 g: 
  TTY = (Controlling Tty) 啟動進程的終端名稱。不是從終端機啟動的程序則顯示為? j: 
  P = (Last used cpu (SMP)) 最後使用的CPU，僅在多CPU環境下有意義 p: 
  SWAP = (Swapped size (kb)) 進程使用的虛擬記憶體中，被換出的大小，單位kb l: 
  TIME = (CPU Time) 進程使用的CPU時間總計，單位秒 r: 
  CODE = (Code size (kb)) 可執行程式碼佔用的物理記憶體大小，單位kb s: 
  DATA = ( Data Stack size (kb)) 可執行程式碼以外的部分(資料段堆疊)所佔用的實體記憶體大小，單位kb u: 
  nFLT = (Page Fault count) 頁面錯誤次數 # v: 
  nDRT = (Dirty Pages count) 最後一次寫入到現在，被修改過的頁數 y: 
  WCHAN = (Sleeping in Function) 若該行程在睡眠，則顯示睡眠中的系統函數名稱 z: 
  Flags = (Task Flags <sched.h>) 任務標誌，參考sched.h</sched.h>

• #X: 

  COMMAND = (Command name/line) 指令名稱/命令列

參考  Linux效能分析工具top指令詳解

執行top -Hp PID，如top -Hp 15477

查看某行程中的執行緒  

註：此時PID是執行緒id

#如線程15571有異常需要查看，使用jstack列印堆疊，查看線程15571狀態（15571 16進位=3cd3）

#二、jstack

 參考 java指令--jstack 工具

　　  Java指令學習系列（二）－Jstack

　　需要到JDK安裝目錄下使用（可透過ps xjava設定進程，得到jdk安裝目錄）

　　./jstack PID(進程id)   ./jstack 15477

　　紅框中即為執行緒15571(16進位=3#cd3) 狀態

#分析jstack日誌：

# 

監視器Monitor：

# # Monitor是Java中用來實現執行緒之間的互斥與協作的主要手段，它可以看成是物件或Class的鎖。

每個物件都有，也只有一個 monitor。

下面這個圖，描述了執行緒和Monitor之間關係，以及執行緒的狀態轉換：

#進入區(Entrt Set)：表示線程透過synchronized要求取得物件的鎖。如果物件被鎖住，則進入擁有者；否則在進入區等待。一旦物件鎖被其他線程釋放，立即參與競爭。

######擁有者(The Owner)：表示某一執行緒成功競爭到物件鎖定。 ######

等待區(Wait Set)：表示執行緒通過物件的object.wait()方法，釋放物件的鎖定，並在等待區等待被喚醒。

從圖中可以看出，一個Monitor在某個時刻，只能被一個執行緒擁有，該執行緒就是 <span style="font-family: " microsoft yahei>Active Thread</span> ，而它執行緒都是 <span style="font-family: " microsoft yahei>Waiting</span> <span style="font-family: " microsoft yahei>Thread</span>，分別在兩個佇列 <span style="font-family: " microsoft yahei>Entry</span> <span style="font-family: " microsoft yahei>Set</span>和 <span style="font-family: " microsoft yahei>Wait</span> <span style="font-family: " microsoft yahei>Set</span>裡面等候。

在<span style="font-family: " microsoft yahei>Entry</span> <span style="font-family: " microsoft yahei>Set</span>中等待的執行緒動作是 <span style="font-family: " microsoft yahei>Waiting for monitor entry</span>。

在 <span style="font-family: " microsoft yahei>Wait</span> <span style="font-family: " microsoft yahei>Set</span>#中等待的執行緒動作是 <span style="font-family: " microsoft yahei>in Object.wait()</span>。 當一個執行緒申請進入臨界區時，它就進入了 Entry Set佇列。

（我們稱被synchronized保護起來的程式碼片段為臨界區。當一個執行緒申請進入臨界區時，它就進入了「Entry Set 」佇列）

執行緒狀態：

NEW：未啟動的。不會出現在Dump。

RUNNABLE：在虛擬機器內執行的，運行中狀態。 The Owner區

BLOCKED：受阻塞並等待監視器鎖定。 在Entry Set區等鎖定。

WATING：無限期等待另一個執行緒執行特定操作。 在Wait Set區等待某個condition或monitor發生，一般停留在wait()等語句裡。

TIMED_WATING：有時限的等待另一個執行緒的特定操作。 在Wait Set區和WAITING的差異是wait() 等語句加上了時間限制 wait(timeout)。

TERMINATED：已退出的。

呼叫修飾

表示執行緒在方法呼叫時，額外的重要的操作。修飾上方的方法呼叫。

locked 目標：使用synchronized申請物件鎖定成功，監視器的擁有者。 The Owner區。

waiting to lock 目標：使用synchronized申請物件鎖定未成功，在Entry Set區等鎖定。執行緒狀態為Blocked

waiting on 目標：使用synchronized申請物件鎖定成功後，釋放鎖定，在Wait Set區等鎖定。執行緒狀態為WAITING或TIMED_WATING

parking to wait for 目標：呼叫了park()，在Wait Set區，等待許可。

 （park是基本的執行緒阻塞原語，不透過監視器在物件上阻塞。

　 park：進入WAITING狀態，對比wait不需要取得鎖定就可以讓執行緒WAITING，透過unpark喚醒）

執行緒動作

執行緒狀態產生的原因。

runnable：The Owner區，狀態RUNNABLE

in Object.wait()：呼叫wait()，Wait Set區，狀態為WAITING或TIMED_WAITING，修飾waiting on 

waiting for monitor entry：等鎖，Entry Set區，狀態BLOCKED，修飾waiting to lock

waiting on condition##：因為某種條件被park，Wait Set區，狀態為parking to wait for

#sleeping：休眠的線程，呼叫了Thread.sleep()

總結

1、查看線程dump，先看線程狀態/線程動作（比較直覺），可以確定線程目前處於哪個階段。然後看呼叫修飾及鎖情況，基本上就可以確定次執行緒是否有問題；

2、可以短時間（可能有問題的時間段）內多次列印執行緒快照，然後查看可能有問題的某一線程在這幾次的情況，可以有效查找問題。

 三、jps

類似Linux指令ps 

#參考 Java指令學習系列（一）－Jps

./jps

# ./jps -q

#./jps -m

## ./jps -l

./jps -v

# 四、jmap

##參考： Java指令學習系列（三）－Jmap

            java指令--jmap指令使用

 jmap -heap PID：堆疊使用狀況

##jmap -histo PID：物件情況

（jmap -histo:live 這個指令執行，JVM會先觸發gc，然後再統計資訊

重點看項目上的類別：[C是字串數組，String用； [B是位元組數組，網路層用到。這兩個比較大一般沒關係

　　[C is a char[]

 　　[S is a short[ ]
 　　[I is a int[]
 　　[B is a byte[]
 　　[B is a byte[]
 　　[[I is a int[]

 

　　[[I is a int[]  　　[[I is a int[] []總結：以上就是這篇文章的全部內容，希望能對大家的學習有所幫助。更多相關教學請造訪

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