JVM问题排查工具:Serviceability-Agent介绍

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简单介绍

构建高性能的Java应用过程中,必然会遇到各种各样的问题,像CPU飙高、内存泄漏、应用奔溃,以及其他疑难杂症,这时可以使用Serviceability Agent(SA)。SA是JDK提供的一个强大的调试工具集,适用于语言层和虚拟机层,支持调试运行着的Java进程、core文件和虚拟机crash之后的dump文件。

SA的优点:可以呈现出类对象、能够识别出Java堆、堆边界、堆内对象、载入的类描述、栈内存、线程状态等信息。

安装

首先,我使用的操作系统版本是:macOS 10.12.6进。SA提供了两个调试工具:图形化的调试工具(HSDB)和命令行工具(CLHSDB)。这里我们演示下如何在Mac下启动SA HSDB。

  1. 设置JAVA_HOME变量:export JAVA_HOME=/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_101.jdk/Contents/Home/
  2. SA HSDB的入口在$中,方法在中,因此使用命令:JAVA_HOME/lib/sa-jdi.jar中,main方法在sun.jvm.hotspot.HSDB中,因此使用命令:sudo java -cp $JAVA_HOME/lib/sa-jdi.jar sun.jvm.hotspot.HSDB,就可以启动HSDB调试器(入下图所示)

SA初始界面

使用模式

单击左上角的File按钮可以看到:下拉框里指出了SA HSDB的三种使用模式:

  1. 链接到本地Hotspot进程上;
  2. 链接到core文件;
  3. 连接到远程的服务器进行Debug;

连接远程服务器进程

入门示例

这里我以自己维护的一个Java应用为例,演示了SA HSDB最重要的一些功能。我在本地启动了该服务,使用jps -l命令可以看到该服务的PID是51926,我使用第一种调试模式。

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SA是快照调试器,因此,当在上图中点击OK的时候,account的Java进程会被暂停,直到我们断开对该进程的调试,而SA HSDB显示的则是SA刚刚链接上account进程那个时间点的进程快照,入下图所示。

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常用工具

左侧的下拉列表主要是一些常用的工具,分别介绍如下【其他功能暂时不常用,可以遇到问题了再研究】:

  1. 类浏览器(Class Browser):可以查看account的Java进程中载入的类;遇到OOM异常时,可以使用这个工具分析有哪些类是不需要载入的,当然,也可以分析希望载入但是没载入的情况;

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  2. 死锁检测(Deadlock Detection):检测Java代码层面的死锁,如果线程中存在死锁,则会显示线程死锁的信息和他们等待的锁;

  3. 对象检视器(Interceptor):可以查看Java线程对象的基本信息,也可以查看虚拟机内部的C++结构体信息;

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  4. 对象直方图(Object Histogram):可以查看当前堆内存中对象的直方图,该工具在排查内存泄漏和OOM类问题的时候非常有效

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快捷图标

右侧的小窗口上面有四个图表,是一些快捷方式;分别介绍如下:

  1. 进程检视器:给出线程对象的VM中间表示形式(即开发者可以看懂的格式)

  2. 栈内存:显示选中进程的栈内存数据

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  • 左起第1栏是内存地址,请让我提醒一下本文里提到“内存地址”的地方都是指虚拟内存意义上的地址,不是“物理内存地址”,请不要弄混了这俩概念;
  • 第2栏是该地址上存的数据,以字宽为单位,本文例子中我是在macOS上跑64位的JDK8的HotSpot VM,字宽是64位(8字节);
  • 第3栏是对数据的注释,竖线表示范围,横线或斜线连接范围与注释文字
  1. 栈调用路径:显示线程的调用路径,可以看到方法名和地址,并能超链到方法的详细信息

  2. 线程的基本信息:包括线程状态、线程ID等等

SA的其他工具

  1. FinalizerInfo:该工具可用于打印出目标虚拟机所有可销毁对象的详细信息;
  2. HeapDumper:该工具可以用hprof格式转储Java堆的快照信息(类似于jmap命令);
  3. 永生代信息统计(PermStat):该工具用于打印出目标虚拟机中永生代的统计信息;Obje
  4. PMap:该工具用于打印出目标虚拟机进程的内存映射信息;
  5. 对象直方图(Object Histogram):对象直方图不仅可以在HSDB和CLHSDB中使用,还可以单独使用;
  6. OQL:该工具提供了类似脚本语言的命令,可以通过执行结构化对象查询语句,可以像写SQL一样,在Java堆中查找指定的对象;
  7. ClassDump:使用该工具可以导出目标虚拟机进程加载的类。

参考资料

  1. 《Java性能调优指南》
  2. Java ServiceabilityAgent(HSDB)使用和分析
  3. 借HSDB来探索HotSpot VM的运行时数据
  4. Java七武器系列长生剑 — Java虚拟机的显微镜 Serviceability Agent

本号专注于后端技术、JVM问题排查和优化、Java面试题、个人成长和自我管理等主题,为读者提供一线开发者的工作和成长经验,期待你能在这里有所收获。
javaadu

阿杜

蚂蚁金服、CRUD研究者

1 Response

  1. 2019-10-04

    […] Agent,并给出了一些排查问题的示例。之前已经写过一篇文章来介绍SA——JVM问题排查工具:Serviceability-Agent介绍。这篇文章我在macOs上进行了一些实验。我的操作系统版本是:macOS Sierra […]

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