JDK命令行工具

在JDK的開發(fā)包中，除了大家熟知的JAVA.exe和javac.exe外，還有一系列輔助工具。這些輔助工具位于JDK安裝目錄下的bin目錄中，可以幫助開發(fā)人員很好地解決Java應(yīng)用程序的一些“疑難雜癥”。圖6.16顯示了部分輔助工具。

乍看之下，雖然這些工具都是.exe的可執(zhí)行文件，但事實(shí)上它們只是Java程序的一層包裝，其真正的實(shí)現(xiàn)是在tools.jar中，如圖6.17所示。

用實(shí)力詮釋細(xì)節(jié)！“Java性能調(diào)優(yōu)六大工具”之JDK命令行工具

以jps工具為例，在控制臺執(zhí)行jps命令和
java-classpath%Java_HOME%/lib/tools.jarsun.tools.jps.Jps命令是等價(jià)的，即jps.exe只是這個(gè)命令的一層包裝。

jps命令

jps命令類似于linux下的ps，但它只用于列出Java的進(jìn)程。直接運(yùn)行jps命令不加任何參數(shù)，可以列出Java程序進(jìn)程ID及Main函數(shù)短名稱，例如：

從這個(gè)輸出結(jié)果中可以看到，當(dāng)前系統(tǒng)中共存在3個(gè)Java應(yīng)用程序，其中第一個(gè)輸出Jps就是jps命令本身，這也證明了此命令的本質(zhì)是一個(gè)Java程序。此外，jps還提供了一系列參數(shù)來控制它的輸出內(nèi)容。

參數(shù)-q可以指定jps只輸出進(jìn)程ID，而不輸出類的短名稱，例如：

參數(shù)-m可以用于輸出傳遞給Java進(jìn)程（主函數(shù)）的參數(shù)，例如：

參數(shù)-l可以用于輸出主函數(shù)的完整路徑，例如：

參數(shù)-v可以顯示傳遞給JVM的參數(shù)，例如：

注意：jps命令類似于ps命令，但是它只列出系統(tǒng)中所有的Java應(yīng)用程序。通過jps命令可以方便地查看Java進(jìn)程的啟動類、傳入?yún)?shù)和JVM參數(shù)等信息。

jstat命令

jstat是一個(gè)可用于觀察Java應(yīng)用程序運(yùn)行信息的工具。它的功能非常強(qiáng)大，可以通過它查看堆信息的詳細(xì)情況。其基本使用語法如下：

其中，選項(xiàng)option可以由以下值構(gòu)成。

·-class：顯示ClassLoader的相關(guān)信息。

·-compiler：顯示JIT編譯的相關(guān)信息。

·-gc：顯示與GC操作相關(guān)的堆信息。

·-gccapacity：顯示各個(gè)代的容量及使用情況。

·-gccause：顯示垃圾收集的相關(guān)信息（同-gcutil），同時(shí)顯示最后一次或當(dāng)前正在發(fā)生的垃圾收集的誘發(fā)原因。

·-gcnew：顯示新生代信息。

·-gcnewcapacity：顯示新生代的大小與使用情況。

·-gcold：顯示老年代和永久代的信息。

·-gcoldcapacity：顯示老年代的大小。

·-gcpermcapacity：顯示永久代的大小。

·-gcutil：顯示垃圾收集信息。

·-printcompilation：輸出JIT編譯的方法信息。相關(guān)參數(shù)含義如下：

·-t：可以在輸出信息前加上一個(gè)Timestamp列，顯示程序的運(yùn)行時(shí)間。

·-h：可以設(shè)定在周期性數(shù)據(jù)輸出時(shí)，當(dāng)輸出多少行數(shù)據(jù)后跟著輸出一個(gè)表頭信息。

·interval：用于指定輸出統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的周期，單位為ms。

·count：用于指定一共輸出多少次數(shù)據(jù)。

如下示例輸出Java進(jìn)程2972的ClassLoader相關(guān)信息。每秒統(tǒng)計(jì)一次信息，一共輸出2次。

在以上的輸出結(jié)果中，Loaded表示載入類的數(shù)量，第1個(gè)Bytes表示載入類的合計(jì)大小，Unloaded表示卸載類的數(shù)量，第2個(gè)Bytes表示卸載類的大小，Time表示在加載類和卸載類上所花的時(shí)間。

下例顯示了查看JIT編譯的信息。

其中，Compiled表示編譯任務(wù)執(zhí)行的次數(shù)，F(xiàn)ailed表示編譯失敗的次數(shù)，Invalid表示編譯不可用的次數(shù)，Time表示編譯的總耗時(shí)，F(xiàn)ailedType表示最后一次編譯失敗的類型，F(xiàn)ailedMethod表示最后一次編譯失敗的類名和方法名。

下例顯示了與GC操作相關(guān)的堆信息輸出結(jié)果。

其中，各列的信息含義如下：

·S0C：s0（from）的大小（KB）。

·S1C：s1（from）的大小（KB）。

·S0U：s0（from）已使用的空間（KB）。

·S1U：s1（from）已使用的空間（KB）。

·EC：eden區(qū)的大小（KB）。

·EU：eden區(qū)已使用的空間（KB）。

·OC：老年代的大小（KB）。

·OU：老年代已經(jīng)使用的空間（KB）。

·PC：永久區(qū)的大小（KB）。

·PU：永久區(qū)已使用的空間（KB）。

·YGC：新生代GC操作次數(shù)。

·YGCT：新生代GC操作耗時(shí)。

·FGC：FullGC操作次數(shù)。

·FGCT：FullGC操作耗時(shí)。

·GCT：GC操作總耗時(shí)。

下例顯示了各個(gè)代的信息，與-gc相比，它不僅輸出了各個(gè)代的當(dāng)前大小，也包含各個(gè)代的最大值和最小值。

其中部分列的信息含義如下：

·NGCMN：新生代最小值（KB）。

·NGCMX：新生代最大值（KB）。

·NGC：當(dāng)前新生代大小（KB）。

·OGCMN：老年代最小值（KB）。

·OGCMX：老年代最大值（KB）。

·PGCMN：永久代最小值（KB）。

·PGCMX：永久代最大值（KB）。

下例顯示了最近一次執(zhí)行GC操作的原因及當(dāng)前執(zhí)行GC操作的原因。

其中部分列的信息含義如下：

·LGCC：上次執(zhí)行GC操作的原因。

·GCC：當(dāng)前執(zhí)行GC操作的原因。

以上輸出結(jié)果顯示，最近一次執(zhí)行GC操作是由于顯式的System.gc()調(diào)用所引起的，當(dāng)前時(shí)刻未執(zhí)行GC操作。

-gcnew參數(shù)可以用于查看新生代的一些詳細(xì)信息。

其中部分列的信息含義如下：

·TT：新生代對象晉升到老年代對象的年齡。

·MTT：新生代對象晉升到老年代對象的年齡最大值。

·DSS：所需的survivor區(qū)大小。

-gcnewcapacity參數(shù)可以詳細(xì)地輸出新生代各個(gè)區(qū)的大小信息。

其中部分列信息如下：

·S0CMX：s0區(qū)的最大值（KB）。

·S1CMX：s1區(qū)的最大值（KB）。

·ECMX：eden區(qū)的最大值（KB）。

-gcold參數(shù)用于展現(xiàn)老年代GC操作的概況。

-gcoldcapacity參數(shù)用于展現(xiàn)老年代的容量信息。

-gcpermcapacity參數(shù)用于展示永久區(qū)的使用情況。

-gcutil參數(shù)用于展示GC回收的相關(guān)信息。

其中部分列的信息如下：

·S0：s0區(qū)使用的百分比。

·S1：s1區(qū)使用的百分比。

·E：eden區(qū)使用的百分比。

·O：old區(qū)使用的百分比。

·P：永久區(qū)使用的百分比。

注意：jstat命令可以非常詳細(xì)地查看Java應(yīng)用程序的堆使用情況及GC操作情況。

jinfo命令

jinfo可以用來查看正在運(yùn)行的Java應(yīng)用程序的擴(kuò)展參數(shù)，甚至支持在運(yùn)行時(shí)修改部分參數(shù)。其基本語法如下：

其中，option可以為以下信息：

·-flag<name>：打印指定JVM的參數(shù)值。

·-flag[+|-]<name>：設(shè)置指定JVM參數(shù)的布爾值。

·-flag<name>=<value>：設(shè)置指定JVM參數(shù)的值。

在很多情況下，Java應(yīng)用程序不會指定所有的JVM參數(shù)，此時(shí)，開發(fā)人員可能不知道某一個(gè)具體的JVM參數(shù)的默認(rèn)值。在這種情況下，需要通過查找文檔獲取某個(gè)參數(shù)的默認(rèn)值。這個(gè)查找過程可能是非常艱難的，但有了jinfo工具，開發(fā)人員可以很方便地找到JVM參數(shù)的當(dāng)前值。

例如，下例顯示了新生代對象晉升到老年代對象的最大年齡。在應(yīng)用程序啟動時(shí)并沒有指定這個(gè)參數(shù)，但通過jinfo可以查看這個(gè)參數(shù)的當(dāng)前數(shù)值。

下例顯示了是否打印GC的詳細(xì)信息。

除了查找參數(shù)的值，jinfo也支持修改部分參數(shù)的數(shù)值，當(dāng)然這個(gè)修改能力是極其有限的。下例中通過調(diào)用jinfo對PrintGCDetails參數(shù)進(jìn)行修改，jinfo可以在Java程序運(yùn)行時(shí)關(guān)閉或者打開這個(gè)開關(guān)。

注意：jinfo不僅可以查看運(yùn)行時(shí)某一個(gè)JVM參數(shù)的實(shí)際取值，甚至可以在運(yùn)行時(shí)修改部分參數(shù)，并使之立即生效。

jmap命令

jmap命令可以生成Java應(yīng)用程序的堆快照和對象的統(tǒng)計(jì)信息。

下例使用jmap命令生成PID為2972的Java程序的對象統(tǒng)計(jì)信息，并輸出到s.txt文件中。

可以看到，這個(gè)輸出結(jié)果顯示了內(nèi)存中的實(shí)例數(shù)量和合計(jì)。

jmap命令的另一個(gè)更為重要的功能是得到Java程序的當(dāng)前堆快照，例如執(zhí)行以下命令：

本例中，將應(yīng)用程序的堆快照輸出到C盤的heap.bin文件中。之后，便可以通過多種工具分析該文件，例如6.3.5節(jié)中將要介紹的jhat工具。這里使用VisualVM工具打開這個(gè)快照文件，如圖6.18所示。

注意：jmap命令可用于導(dǎo)出Java應(yīng)用程序的堆快照。

jhat命令

使用jhat命令可以分析Java應(yīng)用程序的堆快照內(nèi)容。這里分析6.3.4節(jié)中使用jmap命令生成的堆文件heap.hprof，如下：

jhat在分析完成后，使用HTTP服務(wù)器展示其分析結(jié)果。在瀏覽器中訪問http://127.0.0.1:7000，結(jié)果如圖6.19所示。

在默認(rèn)頁中，jhat服務(wù)器顯示了所有的非平臺類信息。單擊鏈接進(jìn)入，可以查看選中類的超類、ClassLoader及該類的實(shí)例等信息。此外，在頁面的底部，jhat還為開發(fā)人員提供了其他查詢方式，如圖6.20所示。

通過這些鏈接，開發(fā)者可以進(jìn)一步查看所有類的信息（包括Java平臺的類）、所有類的實(shí)例數(shù)量及實(shí)例的具體信息。最后，還有一個(gè)鏈接指向OQL查詢界面。

圖6.21顯示了在jhat中查看Java應(yīng)用程序中java.lang.String類的實(shí)例數(shù)量。

單擊instances鏈接可以進(jìn)一步查看String對象的實(shí)例，如圖6.22所示。

通常，導(dǎo)出的堆快照信息非常多，因此可能很難通過頁面上簡單的鏈接索引找到想要的信息。為此，jhat還支持使用OQL語句對堆快照進(jìn)行查詢。執(zhí)行OQL語句的界面非常簡潔，如圖6.23所示。例如，使用OQL查詢出當(dāng)前Java程序中所有java.io.File對象的路徑，則OQL語句如下：

jhat的OQL語句與VisualVM的OQL非常接近，有興趣的讀者可以查閱本書中的相關(guān)章節(jié)。

注意：jhat命令可以對堆快照文件進(jìn)行分析，它啟動一個(gè)HTTP服務(wù)器，開發(fā)人員可以通過瀏覽器瀏覽Java堆快照。

jstack命令

jstack命令可用于導(dǎo)出Java應(yīng)用程序的線程堆棧。其語法如下：

其中，-l選項(xiàng)用于打印鎖的附加信息。

jstack工具會在控制臺輸出程序中所有的鎖信息，并可以使用重定向?qū)⑤敵鼋Y(jié)果保存到文件中。例如：

下例演示了一個(gè)簡單的死鎖，兩個(gè)線程分別占用south鎖和north鎖，并同時(shí)請求對方占用的鎖，導(dǎo)致死鎖發(fā)生。

使用jstack工具打印上例的輸出結(jié)果，部分結(jié)果如下：

從jstack工具的輸出結(jié)果中可以很容易地找到發(fā)生死鎖的兩個(gè)線程及死鎖線程的持有對象和等待對象，從而幫助開發(fā)人員解決死鎖問題。

注意：通過jstack工具不僅可以得到線程堆棧，還可以自動進(jìn)行死鎖檢查，并輸出找到的死鎖信息。

jstatd命令

在本節(jié)之前所述的工具中，只涉及監(jiān)控本機(jī)的Java應(yīng)用程序，而在這些工具中，一些監(jiān)控工具也支持對遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的監(jiān)控（如jps、jstat）。為了啟用遠(yuǎn)程監(jiān)控，則需要配合使用jstatd命令。

jstatd命令是一個(gè)RMI服務(wù)端程序，它的作用相當(dāng)于代理服務(wù)器，建立本地計(jì)算機(jī)與遠(yuǎn)程監(jiān)控工具的通信。jstatd服務(wù)器將本地的Java應(yīng)用程序信息傳遞到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上，如圖6.24所示。

直接打開jstatd服務(wù)器可能會拋出拒絕訪問的異常：

這是由于jstatd程序沒有足夠的權(quán)限所致。可以使用Java的安全策略，為其分配相應(yīng)的權(quán)限。下面的代碼為jstatd分配了最大的權(quán)限，并將其保存在jstatd.all.policy文件中。

使用以下命令再次開啟jstatd服務(wù)器：

這樣，服務(wù)器開啟成功。

注意：-J參數(shù)是一個(gè)公共參數(shù)，如jps和jstat等命令都可以接受這個(gè)參數(shù)。由于jps和jstat命令本身也是Java應(yīng)用程序，-J參數(shù)可以為jps等命令本身設(shè)置其JVM參數(shù)。

默認(rèn)情況下，jstatd將在1099端口開啟RMI服務(wù)器。

以上命令行顯示，本機(jī)的1099端口處于監(jiān)聽狀態(tài)，相關(guān)進(jìn)程號是3656。使用jsp命令查看3656進(jìn)程正是jstatd，說明jstatd啟動成功。

下面使用jps顯示遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)的Java進(jìn)程，執(zhí)行命令如下：

使用jstat顯示遠(yuǎn)程進(jìn)程460的GC操作情況，執(zhí)行命令如下：

hprof工具

與前文中介紹的監(jiān)控工具不同，hprof不是獨(dú)立的監(jiān)控工具，它只是一個(gè)Javaagent工具，可以用于監(jiān)控Java應(yīng)用程序在運(yùn)行時(shí)的CPU信息和堆信息。使用java-agentlib：hprof=help命令可以查看hprof的幫助文檔。下面是hprof工具幫助信息的輸出結(jié)果，加粗部分是常用的參數(shù)。

使用hprof工具可以查看程序中各個(gè)函數(shù)的CPU占用時(shí)間。以下代碼包含3個(gè)方法，分別占用不同的CPU時(shí)間。

使用參數(shù)-agentlib：hprof=cpu=times，interval=10運(yùn)行以上代碼。times選項(xiàng)將會在Java函數(shù)的調(diào)用前后記錄函數(shù)的執(zhí)行時(shí)間，進(jìn)而計(jì)算函數(shù)的執(zhí)行時(shí)間。程序運(yùn)行的部分輸出結(jié)果如下：