• Arthas（3）：jvm相关命令

    dashboard

    显示当前系统的实时数据面板，按q或ctrl+c退出

    image-20220812151233565

    参数名称 参数说明
    [i:] 刷新实时数据的时间间隔 (ms)，默认 5000ms
    [n:] 刷新实时数据的次数

    数据说明：

    • ID: Java 级别的线程 ID，注意这个 ID 不能跟 jstack 中的 nativeID 一一对应。
    • NAME: 线程名
    • GROUP: 线程组名
    • PRIORITY: 线程优先级, 1~10 之间的数字，越大表示优先级越高
    • STATE: 线程的状态
    • CPU%: 线程的 cpu 使用率。比如采样间隔 1000ms，某个线程的增量 cpu 时间为 100ms，则 cpu 使用率=100/1000=10%
    • DELTA_TIME: 上次采样之后线程运行增量 CPU 时间，数据格式为秒
    • TIME: 线程运行总 CPU 时间，数据格式为分:秒
    • INTERRUPTED: 线程当前的中断位状态
    • DAEMON: 是否是 daemon 线程

    JVM 内部线程：

    Java 8 之后支持获取 JVM 内部线程 CPU 时间，这些线程只有名称和 CPU 时间，没有 ID 及状态等信息（显示 ID 为-1）。 通过内部线程可以观测到 JVM 活动，如 GC、JIT 编译等占用 CPU 情况，方便了解 JVM 整体运行状况。

    • 当 JVM 堆(heap)/元数据(metaspace)空间不足或 OOM 时，可以看到 GC 线程的 CPU 占用率明显高于其他的线程。
    • 当执行trace/watch/tt/redefine等命令后，可以看到 JIT 线程活动变得更频繁。因为 JVM 热更新 class 字节码时清除了此 class 相关的 JIT 编译结果，需要重新编译。

    JVM 内部线程包括下面几种：

    • JIT 编译线程: 如 C1 CompilerThread0, C2 CompilerThread0
    • GC 线程: 如GC Thread0, G1 Young RemSet Sampling
    • 其它内部线程: 如VM Periodic Task Thread, VM Thread, Service Thread

    thread

    查看当前线程信息，查看线程的堆栈

    参数说明：

    参数名称 参数说明
    id 线程 id
    [n:] 指定最忙的前 N 个线程并打印堆栈
    [b] 找出当前阻塞其他线程的线程
    [i <value>] 指定 cpu 使用率统计的采样间隔，单位为毫秒，默认值为 200
    [--all] 显示所有匹配的线程

    cpu 使用率是如何统计出来的？

    这里的 cpu 使用率与 linux 命令top -H -p <pid> 的线程%CPU类似，一段采样间隔时间内，当前 JVM 里各个线程的增量 cpu 时间与采样间隔时间的比例。

    工作原理说明：

    • 首先第一次采样，获取所有线程的 CPU 时间(调用的是java.lang.management.ThreadMXBean#getThreadCpuTime()及sun.management.HotspotThreadMBean.getInternalThreadCpuTimes()接口)
    • 然后睡眠等待一个间隔时间（默认为 200ms，可以通过-i指定间隔时间）
    • 再次第二次采样，获取所有线程的 CPU 时间，对比两次采样数据，计算出每个线程的增量 CPU 时间
    • 线程 CPU 使用率 = 线程增量 CPU 时间 / 采样间隔时间 * 100%

    注意： 这个统计也会产生一定的开销（JDK 这个接口本身开销比较大），因此会看到 as 的线程占用一定的百分比，为了降低统计自身的开销带来的影响，可以把采样间隔拉长一些，比如 5000 毫秒。

    使用参考

    1.支持一键展示当前最忙的前 N 个线程并打印堆栈：

    thread -n 3

    image-20220812153109075

    • 没有线程 ID，包含[Internal]表示为 JVM 内部线程，参考dashboard命令的介绍。
    • cpuUsage为采样间隔时间内线程的 CPU 使用率，与dashboard命令的数据一致。
    • deltaTime为采样间隔时间内线程的增量 CPU 时间，小于 1ms 时被取整显示为 0ms。
    • time 线程运行总 CPU 时间。

    注意：线程栈为第二采样结束时获取，不能表明采样间隔时间内该线程都是在处理相同的任务。建议间隔时间不要太长，可能间隔时间越大越不准确。 可以根据具体情况尝试指定不同的间隔时间，观察输出结果。

    2.当没有参数时，显示第一页线程的信息

    默认按照 CPU 增量时间降序排列，只显示第一页数据。

    image-20220812154114964

    3.thread --all, 显示所有匹配的线程

    4.thread id, 显示指定线程的运行堆栈

    5.thread -b, 找出当前阻塞其他线程的线程

    有时候我们发现应用卡住了， 通常是由于某个线程拿住了某个锁， 并且其他线程都在等待这把锁造成的。 为了排查这类问题， arthas 提供了thread -b， 一键找出那个罪魁祸首。

    注意， 目前只支持找出 synchronized 关键字阻塞住的线程， 如果是java.util.concurrent.Lock， 目前还不支持。

    6.thread -i, 指定采样时间间隔

    • thread -i 1000 : 统计最近 1000ms 内的线程 CPU 时间。
    • thread -n 3 -i 1000 : 列出 1000ms 内最忙的 3 个线程栈

    7.thread --state ，查看指定状态的线程

    image-20220812154823727

    jvm

    查看当前 JVM 信息

    结果如下：

    [arthas@776]$ jvm
 RUNTIME
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 MACHINE-NAME                                           776@MSI
 JVM-START-TIME                                         2022-08-12 14:07:16
 MANAGEMENT-SPEC-VERSION                                1.2
 SPEC-NAME                                              Java Virtual Machine Specification
 SPEC-VENDOR                                            Oracle Corporation
 SPEC-VERSION                                           1.8
 VM-NAME                                                Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM
 VM-VENDOR                                              Oracle Corporation
 VM-VERSION                                             25.201-b09
 INPUT-ARGUMENTS                                        []
 CLASS-PATH                                             arthas-demo.jar
 BOOT-CLASS-PATH                                        D:\devSoft\java8\jre1.8.0_201\lib
                                                        esources.jar;D:\devSoft\java8\jre1.8.0_201\lib
                                                        t.jar;D:\devSoft\java8\jre1.8.0_201\lib\sunrsasign.jar;D:\devSoft\java8\jre1.8.0_201\lib\jsse.jar;D:\devSoft\java8\jre1.8.0_201\lib\jce
                                                        .jar;D:\devSoft\java8\jre1.8.0_201\lib\charsets.jar;D:\devSoft\java8\jre1.8.0_201\lib\jfr.jar;D:\devSoft\java8\jre1.8.0_201\classes
 LIBRARY-PATH                                           C:\Program Files (x86)\Common Files\Oracle\Java\javapath;C:\Windows\Sun\Java\bin;C:\Windows\system32;C:\Windows;C:\Program Files (x86)\
                                                        Common Files\Oracle\Java\javapath;E:\soft\VMware\VMware Workstation\bin\;C:\Windows\system32;C:\Windows;C:\Windows\System32\Wbem;C:\Win
                                                        dows\System32\WindowsPowerShell\v1.0\;C:\Windows\System32\OpenSSH\;C:\Program Files (x86)\NVIDIA Corporation\PhysX\Common;D:\devSoft\ja
                                                        va8\jdk1.8.0_201\bin;D:\devSoft\java8\jdk1.8.0_201\jre\bin;D:\devSoft\apache-maven-3.8.1\bin;D:\devSoft\nodejs\;C:\Program Files\NVIDIA
                                                         Corporation\NVIDIA NvDLISR;C:\Program Files (x86)\dotnet\;C:\Program Files\Docker\Docker
                                                        esources\bin;C:\ProgramData\DockerDesktop\version-bin;D:\devSoft\gradle-7.2\bin;D:\devSoft\Git\cmd;D:\devSoft\Go\bin;D:\devSoft\apache-
                                                        cassandra-3.9\bin;D:\devSoft\Python27;C:\Program Files\dotnet\;%USERPROFILE%\AppData\Local\Microsoft\WindowsApps;C:\Users\MSI-\AppData\
                                                        Roaming\npm;D:\devSoft\Microsoft VS Code\bin;%USERPROFILE%\go\bin;E:\soft\Tencent\QQGameTempest\Hall.57795\;E:\soft\Fiddler;.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 CLASS-LOADING
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 LOADED-CLASS-COUNT                                     4789
 TOTAL-LOADED-CLASS-COUNT                               4790
 UNLOADED-CLASS-COUNT                                   1
 IS-VERBOSE                                             false

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 COMPILATION
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 NAME                                                   HotSpot 64-Bit Tiered Compilers
 TOTAL-COMPILE-TIME                                     7675
 [time (ms)]

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 GARBAGE-COLLECTORS
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 PS Scavenge                                            name : PS Scavenge
 [count/time (ms)]                                      collectionCount : 56
                                                        collectionTime : 77
 PS MarkSweep                                           name : PS MarkSweep
 [count/time (ms)]                                      collectionCount : 53
                                                        collectionTime : 1088

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 MEMORY-MANAGERS
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 CodeCacheManager                                       Code Cache
 Metaspace Manager                                      Metaspace
                                                        Compressed Class Space
 PS Scavenge                                            PS Eden Space
                                                        PS Survivor Space
 PS MarkSweep                                           PS Eden Space
                                                        PS Survivor Space
                                                        PS Old Gen

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 MEMORY
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 HEAP-MEMORY-USAGE                                      init : 534773760(510.0 MiB)
 [memory in bytes]                                      used : 157008192(149.7 MiB)
                                                        committed : 452460544(431.5 MiB)
                                                        max : 7583301632(7.1 GiB)
 NO-HEAP-MEMORY-USAGE                                   init : 2555904(2.4 MiB)
 [memory in bytes]                                      used : 45266208(43.2 MiB)
                                                        committed : 46530560(44.4 MiB)
                                                        max : -1(-1 B)
 PENDING-FINALIZE-COUNT                                 0

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 OPERATING-SYSTEM
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 OS                                                     Windows 10
 ARCH                                                   amd64
 PROCESSORS-COUNT                                       16
 LOAD-AVERAGE                                           -1.0
 VERSION                                                10.0

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 THREAD

 COUNT                                                  48
 DAEMON-COUNT                                           47
 PEAK-COUNT                                             51
 STARTED-COUNT                                          55
 DEADLOCK-COUNT                                         0

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 FILE-DESCRIPTOR
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 MAX-FILE-DESCRIPTOR-COUNT                              -1
 OPEN-FILE-DESCRIPTOR-COUNT                             -1

[arthas@776]$

    THREAD 相关

    • COUNT: JVM 当前活跃的线程数
    • DAEMON-COUNT: JVM 当前活跃的守护线程数
    • PEAK-COUNT: 从 JVM 启动开始曾经活着的最大线程数
    • STARTED-COUNT: 从 JVM 启动开始总共启动过的线程次数
    • DEADLOCK-COUNT: JVM 当前死锁的线程数

    文件描述符相关

    • MAX-FILE-DESCRIPTOR-COUNT：JVM 进程最大可以打开的文件描述符数
    • OPEN-FILE-DESCRIPTOR-COUNT：JVM 当前打开的文件描述符数

    sysprop

    查看当前 JVM 的系统属性(System Property)

    查看所有属性:

    image-20220812160238320

    查看单个属性:

    image-20220812160324984

    修改单个属性：

    image-20220812160439814

    getstatic

    通过 getstatic 命令可以方便的查看类的静态属性。使用方法为getstatic class_name field_name

    image-20220812161059064

    • 指定 classLoader

    注意 hashcode 是变化的，需要先查看当前的 ClassLoader 信息，使用sc -d <ClassName>提取对应 ClassLoader 的 hashcode。

    如果你使用-c，你需要手动输入 hashcode：-c <hashcode>

    image-20220812164136569

    sysenv

    查看当前JVM的环境属性(System Environment Variables)

    举例：

    #查看所有环境变量
sysenv

#查看单个环境变量
sysenv USERNAME

    image-20220812165619132

    image-20220812170204939

    vmoption

    查看，更新 VM 诊断相关的参数

    #查看所有的选项
vmoption

#查看指定的选项
vmoption PrintGCDetails

# 修改指定选项
vmoption PrintGCDetails true

    image-20220812171609589

    ognl

    用于执行 ognl 表达式

    参数名称 参数说明
    express 执行的表达式
    [c:] 执行表达式的 ClassLoader 的 hashcode，默认值是 SystemClassLoader
    [classLoaderClass:] 指定执行表达式的 ClassLoader 的 class name
    [x] 结果对象的展开层次，默认值 1

    调用静态函数：

    ognl '@java.lang.System@out.println("hello")'

    image-20220812172207954

    获取静态类的静态字段：

    ognl '@demo.MathGame@random'

    image-20220812172333017

    通过 hashcode 指定 ClassLoader：

    classloader -t
ognl -c 5c647e05 @demo.MathGame@random

    image-20220812172910646

    执行多行表达式，赋值给临时变量，返回一个 List：

    ognl '#value1=@System@getProperty("java.home"), #value2=@System@getProperty("java.runtime.name"), {#value1, #value2}'

    image-20220812173018588

    heapdump

    dump java heap, 类似 jmap 命令的 heap dump 功能。

    示例：dump到指定文件：

    heapdump D:/dump.hprof

    image-20220812173425416

    dump下来后，可以通过jhat命令分析dump文件：

    jhat dump.hprof

    image-20220812173505528

    浏览器访问localhost:7000：

    image-20220812173532104

    mbean

    这个命令可以便捷的查看或监控 Mbean 的属性信息。

    参数说明：

    参数名称 参数说明
    name-pattern 名称表达式匹配
    attribute-pattern 属性名表达式匹配
    [m] 查看元信息
    [i:] 刷新属性值的时间间隔 (ms)
    [n:] 刷新属性值的次数
    [E] 开启正则表达式匹配，默认为通配符匹配。仅对属性名有效

    1.列出所有 Mbean 的名称：

    image-20220812173647553

    2.查看 Mbean 的元信息：

    image-20220812174313930

    3.查看 mbean 属性信息：

    image-20220812174811551

    4.mbean 的 name 支持通配符匹配：

    image-20220812174842250

    5.通配符匹配特定的属性字段：

    image-20220812174928411

    memory

    查看 JVM 内存信息。

    image-20220812175024140

    vmtool

    vmtool 利用JVMTI接口，实现查询内存对象，强制 GC 等功能。

    获取对象

    $ vmtool --action getInstances --className java.lang.String --limit 10
@String[][
    @String[com/taobao/arthas/core/shell/session/Session],
    @String[com.taobao.arthas.core.shell.session.Session],
    @String[com/taobao/arthas/core/shell/session/Session],
    @String[com/taobao/arthas/core/shell/session/Session],
    @String[com/taobao/arthas/core/shell/session/Session.class],
    @String[com/taobao/arthas/core/shell/session/Session.class],
    @String[com/taobao/arthas/core/shell/session/Session.class],
    @String[com/],
    @String[java/util/concurrent/ConcurrentHashMap$ValueIterator],
    @String[java/util/concurrent/locks/LockSupport],
]

    通过 --limit参数，可以限制返回值数量，避免获取超大数据时对 JVM 造成压力。默认值是 10。

    指定 classloader name

    vmtool --action getInstances --classLoaderClass org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader --className org.springframework.context.ApplicationContext

    指定 classloader hash

    可以通过sc命令查找到加载 class 的 classloader。

    $ sc -d org.springframework.context.ApplicationContext
 class-info        org.springframework.boot.context.embedded.AnnotationConfigEmbeddedWebApplicationContext
 code-source       file:/private/tmp/demo-arthas-spring-boot.jar!/BOOT-INF/lib/spring-boot-1.5.13.RELEASE.jar!/
 name              org.springframework.boot.context.embedded.AnnotationConfigEmbeddedWebApplicationContext
...
 class-loader      +-org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader@19469ea2
                     +-sun.misc.Launcher$AppClassLoader@75b84c92
                       +-sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@4f023edb
 classLoaderHash   19469ea2

    然后用-c/--classloader 参数指定：

    vmtool --action getInstances -c 19469ea2 --className org.springframework.context.ApplicationContext

    指定返回结果展开层数

    getInstances action 返回结果绑定到instances变量上，它是数组。

    通过 -x/--expand 参数可以指定结果的展开层次，默认值是 1。

    vmtool --action getInstances -c 19469ea2 --className org.springframework.context.ApplicationContext -x 2

    执行表达式

    getInstances action 返回结果绑定到instances变量上，它是数组。可以通过--express参数执行指定的表达式。

    vmtool --action getInstances --classLoaderClass org.springframework.boot.loader.LaunchedURLClassLoader --className org.springframework.context.ApplicationContext --express 'instances[0].getBeanDefinitionNames()'

    强制 GC

    vmtool --action forceGc

    可以结合 vmoption 命令动态打开PrintGC开关。
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