深入JVM系列之(3):JavaCore和HeapDump
jvm 生成javacore和heapdump文件
在Server端开发与运维中，经常需要生成javacore和heapdump文件，以便分析jvm的运行状态。javacore文件中给出jvm线程的详细情况，而heapdump文件则给出jvm的运行时内存的使用情况，对分析JVM的内存泄漏有重要的作用。其中，javacore文件一般是文本文件，而heapdump则一般是二进制文件，需要使用专门的分析工具进行分析，一般常用的工具为IBM的heap anylizer。
JavaCore是关于CPU的，而HeapDump文件是关于内存的。
JavaCore文件主要保存的是Java应用各线程在某一时刻的运行的位置，即JVM执行到哪一个类、哪一个方法、哪一个行上。它是一个文本文件，打开后可以看到每一个线程的执行栈，以stack trace的显示。通过对JavaCore文件的分析可以得到应用是否“卡”在某一点上，即在某一点运行的时间太长，例如数据库查询，长期得不到响应，最终导致系统崩溃等情况。
一般JavaCore文件生成两个比较有效，可以对比这两个JavaCore文件，来对比哪个线程“卡”住了。
HeapDump文件是一个二进制文件，它保存了某一时刻JVM堆中对象使用情况，这种文件需要相应的工具进行分析，如IBM Heap Analyzer这类工具。这类文件最重要的作用就是分析系统中是否存在内存溢出的情况。
-Xloggc:${目录}/temp_gc.log （GC日志文件）
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError （内存溢出时生成heapdump文件）
-XX:HeapDumpPath=${目录} （heapdump文件存放位置）
如果要即时动态生成heapdump文件可以使用jmap命令，jdk6.0已取消了-XX:+HeapDumpOnCtrlBreak配置参数通过ctrl+break的方式。
jmap -dump:format=b,file=temp_heapdump.hprof
而javacore文件的生成，则需要依赖于kill命令，当jvm进程被杀死的时候，生成javacore文件。
（2）HP JVM
-Xverbosegc:file=${目录}/temp_gc.log （GC日志文件）
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError （内存溢出时生成heapdump文件）
-XX:+HeapDumpOnCtrlBreak （可以通过ctrl+break组合键动态生成heapdump文件 HP JVM也在jdk6中取消了这一方式吗？？）
-XX:HeapDumpPath=${目录} （heapdump文件存放位置）
（3）IBM JVM
非windows操作系统环境中
-XverboseGClog: ${目录}/temp_gc.log （GC日志文件）
-Xdump:heap:events=user,file=${目录}/pid%uid%pid.phd
表示可以根据需要通过kill -3 产生DUMP文件，%uid和%pid为变量
windows操作系统环境中：启动wsadmin,进入wsadmin环境
wsadmin> set jvm [$AdminControl completeObjectName type=JVM,process=server1,*]
wsadmin> $AdminControl invoke $jvm generateHeapDump
wsadmin> $AdminControl invoke $jvm dumpThreads
以上主要是通过命令行，配置使用kill命令生成javacore和heapdump文件。
on-the-fly way
linux环境下，使用ps -ef 或者ps -aux命令，或者top命令，得到pid，然后使用kill 命令杀死特定进程，产生java core 和heap dump 文件。kill命令就是用户向进程发送signal。
那么问题来了： kill命令必须杀死进程才能获得java core和heap dump文件，能否在不杀死进程的情况下产生这两个文件呢？
实际上，jdk给我们提供了多种工具命令，这些命令保存在jdk的bin目录下，它们被称为Standard JDK Tools and Utilities。基本的工具有：appletviewer, apt, extcheck, jar, java, javac, javadoc, 等等。 而用来Troubleshooting的工具主要有：jinfo, jhat, jmap, jsadebugd, jstack，jstat等等。
jmap：
jmap prints shared object memory maps or heap memory details of a given process or core file or a remote debug server. If the given process is running on a 64-bit VM, you may need to specify the -J-d64 option, e.g.:
jmap -J-d64 -heap pid jmap输出如下：
C:\Users\IBM_ADMIN>jmap -J-d64 -heap 9952
Attaching to process ID 9952, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.60-b23
using thread-local object allocation.
Parallel GC with 4 thread(s) Heap Configuration:
MinHeapFreeRatio = 0
MaxHeapFreeRatio = 100
MaxHeapSize = 1073741824 (1024.0MB)
NewSize = 89128960 (85.0MB)
MaxNewSize = 357564416 (341.0MB)
OldSize = 179306496 (171.0MB)
NewRatio = 2
SurvivorRatio = 8
MetaspaceSize = 21807104 (20.796875MB)
CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)
MaxMetaspaceSize = 17592186044415 MB
G1HeapRegionSize = 0 (0.0MB) Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space:
capacity = 348651520 (332.5MB)
used = 4341152 (4.140045166015625MB)
free = 344310368 (328.3599548339844MB)
1.245126365718985% used
From Space:
capacity = 1048576 (1.0MB)
used = 0 (0.0MB)
free = 1048576 (1.0MB)
0.0% used
To Space:
capacity = 1048576 (1.0MB)
used = 0 (0.0MB)
free = 1048576 (1.0MB)
0.0% used
PS Old Generation
capacity = 525860864 (501.5MB)
used = 280628384 (267.6280822753906MB)
free = 245232480 (233.87191772460938MB)
53.36551989539195% used 36434 interned Strings occupying 3405440 bytes.
jhat：
parses a java heap dump file and launches a webserver. jhat enables you to browse heap dumps using your favorite webbrowser.
jstat：
输出的各列的含义。可见该命令也主要针对运行时内存。
| Column | Description |
|---|---|
| S0 | Survivor space 0 utilization as a percentage of the space's current capacity. |
| S1 | Survivor space 1 utilization as a percentage of the space's current capacity. |
| E | Eden space utilization as a percentage of the space's current capacity. |
| O | Old space utilization as a percentage of the space's current capacity. |
| P | Permanent space utilization as a percentage of the space's current capacity. |
| YGC | Number of young generation GC events. |
| YGCT | Young generation garbage collection time. |
| FGC | Number of full GC events. |
| FGCT | Full garbage collection time. |
| GCT | Total garbage collection time. |
jstack：
jstack prints Java stack traces of Java threads for a given Java process or core file or a remote debug server.
jstack -J-d64 -m pid
- -m
- prints mixed mode (both Java and native C/C++ frames) stack trace.
样例输出如下：
C:\Users\IBM_ADMIN>jstack -J-d64 -m 9952
Attaching to process ID 9952, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.60-b23
Deadlock Detection: No deadlocks found. ----------------- 0 -----------------
0x00000000776e937a USER32!WaitMessage + 0xa
----------------- 1 -----------------
----------------- 2 -----------------
----------------- 3 -----------------
----------------- 4 -----------------
----------------- 5 -----------------
----------------- 6 -----------------
----------------- 7 -----------------
----------------- 8 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 9 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 10 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 11 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 12 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 13 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 14 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 15 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 16 -----------------
----------------- 17 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 18 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 19 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 20 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 21 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 22 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 23 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 24 -----------------
0x000000007793c0ea ntdll!NtWaitForMultipleObjects + 0xa
----------------- 25 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 26 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 27 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 28 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 29 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 30 -----------------
0x000000007793c0ea ntdll!NtWaitForMultipleObjects + 0xa
----------------- 31 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 32 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 33 -----------------
----------------- 34 -----------------
----------------- 35 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 36 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 37 -----------------
----------------- 38 -----------------
0x000000007793c0ea ntdll!NtWaitForMultipleObjects + 0xa
----------------- 39 -----------------
0x000000007793c0ea ntdll!NtWaitForMultipleObjects + 0xa
----------------- 40 -----------------
0x000000007793c0ea ntdll!NtWaitForMultipleObjects + 0xa
----------------- 41 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 42 -----------------
----------------- 43 -----------------
0x000000007793c0ea ntdll!NtWaitForMultipleObjects + 0xa
----------------- 44 -----------------
----------------- 45 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 46 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 47 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 48 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 49 -----------------
----------------- 50 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 51 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
----------------- 52 -----------------
0x000000007793bb7a ntdll!ZwWaitForSingleObject + 0xa
基本看不懂。。。
结论： 要想debug一个真正的bug，还得靠详细的javacore文件和heapdump文件！
参考文献：
http://www.codeceo.com/article/java-javacore-heapdump.html
http://blog.itpub.net/14710393/viewspace-754416
工具集：
http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/tools/index.html#jconsole
http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/tools/share/jmap.html
http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/tools/share/jhat.html
http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/tools/share/jstat.html
http://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/tools/share/jstack.html
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