一、業(yè)務背景
對于分布式架構中的文件服務來說，由于涉及大量的IO流操作，很容易引發(fā)JVM的相關異常，尤其是內存溢出的問題；
在最近的一次版本迭代中，真實的業(yè)務處理場景和上述幾乎一致，由于在文件服務中添加批量處理的動作，直接喚醒了隱藏許久的BUG，就是最常見的內存溢出；
問題的起因：在word文檔完成內容識別后，轉換為pdf文件，然后進行頁面分割轉為一組圖片，在這個復雜并且超長的流程中存在一個數(shù)組容器未銷毀；
解決的方式：分析JVM的dump文件，定位OOM問題引發(fā)的根本原因，結合文件服務的異常日志分析，添加資源的釋放動作，從而解決問題；
二、Jdk-Bin目錄
對于相當一部分新手來說，看到JVM的問題都是Bug不知所起一臉懵的，其實這種心態(tài)大可不必，從職場幾年的開發(fā)經驗上看，JVM的問題大致分為兩種：
- 開發(fā)輕松解決：可以升級內存資源或者調整分配，又或者對程序優(yōu)化，完成相關資源的管理和釋放，這是最常用的手段；
- 輕松解決開發(fā)：由于經驗不足，程序出現(xiàn)重大BUG導致JVM異常，進而引起系列的連鎖反應，這種不會絕地反彈，只有一地雞毛；
在解決常規(guī)的JVM異常時，通常依賴JDK中基礎工具即可完成問題的定位，從而進行分析和解決，不過這些需要對基礎工具熟練使用才行，而很多JDK自身的能力又是經常被忽略的；
在jdk的bin目錄中，有很多自帶工具可以用于對JVM的分析；
上述是基于jdk1.8的目錄，里面有很多開發(fā)經常用到命令，下面圍繞一個微服務的啟動和運行，來看看基于JDK中自帶JVM工具的用法；
三、命令行工具
1、jps命令
jps：虛擬機進程狀態(tài)工具，該命令在Java環(huán)境部署和服務啟動查看時經常用到，首先在本地啟動一個facade門面微服務，然后在命令行中執(zhí)行查詢；
- jps：命令默認輸出的是進程ID和應用主類的名稱；
- -l：輸出進程ID和應用主類的完整路徑；
- -v：輸出向jvm傳遞的參數(shù)，此處展示為idea中顯式配置的VM-options參數(shù)，其他內容自行查看即可；
- -m：輸出向main方法傳遞的參數(shù)，服務啟動前可以在idea的Program-arguments配置；
$ jps
1281 FacadeApp
$ jps -l
1281 com.explore.facade.FacadeApp
$ jps -v
1281 FacadeApp -Xms128m -Xmx256m -XX:MaxNewSize=256m -XX:MaxPermSize=256m
$ jps -m
1281 FacadeApp hello,main-method
2、jinfo命令
jinfo：在命令后面帶pid進程號，可以輸出指定進程的配置信息，在應用啟動時通常不會指定過多的配置參數(shù)，就可以使用該命令查詢很多參數(shù)的默認值；該命令還可以在運行時動態(tài)調整部分參數(shù)，只是很少被使用；
$ jinfo 1281 # 只粘貼個別參數(shù)
Java System Properties: # 系統(tǒng)參數(shù)
java.runtime.versinotallow=1.8.0_144-b01
file.encoding=UTF-8
sun.java.command=com.explore.facade.FacadeApp hello,main-method
VM Flags: # 虛擬機參數(shù)
-XX:InitialHeapSize=134217728 -XX:MaxHeapSize=268435456 -XX:MaxNewSize=267911168
VM Arguments: # 運行時參數(shù)
jvm_args: -Xms128m -Xmx256m -XX:MaxNewSize=256m -XX:MaxPermSize=256m
java_command: com.explore.facade.FacadeApp hello,main-method
$ jinfo -sysprops 1281 # 只輸出【Java System Properties】參數(shù)
$ jinfo -flags 1281 # 只輸出【VM Flags】參數(shù)
3、jstat命令
jstat：以指定的頻率輸出JVM的監(jiān)控指標，下述命令輸出內存占用和GC相關信息，每隔3秒輸出一次，連續(xù)打印5次；由于這里只是啟動一個簡單的微服務，沒有執(zhí)行業(yè)務邏輯，所以各項指標比較平穩(wěn)；
$ jstat -gcutil 1281 3000 5
S0 S1 E O M CCS YGC YGCT FGC FGCT CGC CGCT GCT
0.00 0.00 57.97 64.16 92.82 88.75 3 0.028 9 0.516 - - 0.544
0.00 0.00 57.97 64.16 92.82 88.75 3 0.028 9 0.516 - - 0.544
該命令是比較常用的，這里各項指標的統(tǒng)計邏輯，在tools.jar?包中有jstat_options?參考文檔，相對路徑sun/tools/jstat/resources/目錄下；
option gcutil {
column {
header "^S0^" /* Survivor 0 Space - Percent Used */
data (1-((sun.gc.generation.0.space.1.capacity - sun.gc.generation.0.space.1.used)/sun.gc.generation.0.space.1.capacity)) * 100
}
column {
header "^S1^" /* Survivor 1 Space - Percent Used */
data (1-((sun.gc.generation.0.space.2.capacity - sun.gc.generation.0.space.2.used)/sun.gc.generation.0.space.2.capacity)) * 100
}
......
}4、jstack命令
jstack：輸出指定進程當前時刻在JVM中的線程信息，為了清楚的展示其效果，在服務啟動時創(chuàng)建線程死鎖，然后通過該命令就會把發(fā)生死鎖的線程打印出來，通過輸出可以發(fā)現(xiàn)兩條互相等待的線程信息；
$ jstack 1281
Found one Java-level deadlock:
=============================
"test-thread-02":
waiting for ownable synchronizer 0x00000007b00a35d0, (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync),
which is held by "test-thread-01"
"test-thread-01":
waiting for ownable synchronizer 0x00000007b00a35a0, (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync),
which is held by "test-thread-02"
Java stack information for the threads listed above:
===================================================
"test-thread-02":
at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
- parking to wait for <0x00000007b00a35d0> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync)
"test-thread-01":
at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
- parking to wait for <0x00000007b00a35a0> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync)
Found 1 deadlock.
5、jmap命令
jmap：可以輸出指定進程的內存中對象映射信息，或者堆的關鍵信息、內存的使用統(tǒng)計、GC算法、配置、類的實例信息及內存占用等，該命令在解決JVM問題時也經常使用；
$ jmap 1281
$ jmap -heap 1281
Heap Configuration:
MinHeapFreeRatio = 0
MaxHeapFreeRatio = 100
MaxHeapSize = 536870912 (512.0MB)
Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space:
From Space:
To Space:
PS Old Generation
$ jmap -histo:live 1281
num #instances #bytes class name
----------------------------------------------
1311: 1 32 com.explore.facade.FacadeApp$$EnhancerBySpringCGLIB$$313d9e3
四、可視化工具
1、jconsole
Java內置的JVM性能監(jiān)控工具，在熟悉上述的命令行工具之后，對于該可視化工具的使用不會太陌生，在命令中可以查看到的默認參數(shù)或者應用自定義配置，在該工具中也可以找到，并且以圖形化的方式呈現(xiàn)；
$ jconsole # 通過該命令會喚起jconsole界面
這里選擇線程一欄，可以直觀的看到線程數(shù)量的變化曲線，也可以在下方查看某個線程的具體信息，并且可以通過檢測死鎖功能，發(fā)現(xiàn)在服務中創(chuàng)建的test-thread-01和test-thread-02兩條線程；
2、visualvm
VisualVM作為解決JVM問題的常用工具，集成的功能豐富且強大，此處通過Idea插件的方式啟動FacadeApp微服務，在進程主頁可以看到自定義的配置，線程一欄因為檢測到死鎖直接給到異常提示；
在監(jiān)視一欄可以通過【堆dump】查看詳細的信息，可以查看類的實例數(shù)和大小，并且完成了結果排序和占用統(tǒng)計；此處信息在定位和解決JVM問題時非常重要；
對于JVM的監(jiān)控工具來說，其能力與常用的命令行語法差異很小，并且這些命令在jdk中tools.jar包也可以找到其對應的類，對于一些更高級的監(jiān)控平臺來說，例如Kuboard、Skywalking等，也對這些底層能力做了集成，其原理應該也是大同小異。
五、參考源碼
編程文檔：
https://gitee.com/cicadasmile/butte-java-note
應用倉庫：
https://gitee.com/cicadasmile/butte-flyer-parent
