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【JVM-6】JVM 监控工具 jstat 的使用和具体应用案例

article 2025/1/17 22:57:46

在 Java 应用开发和运维中，监控 JVM 的运行状态是确保应用性能和稳定性的关键。jstat 是 JDK 自带的一个轻量级命令行工具，用于监控 JVM 的运行时状态，特别是垃圾回收（GC）和内存使用情况。与图形化工具（如 JVisualVM）相比，jstat 更适合在服务器环境中使用，尤其是在需要快速查看 JVM 状态或自动化监控时。

本文将详细介绍 jstat 的使用方法，并通过具体应用案例展示如何利用 jstat 监控和优化 Java 应用。

1. 什么是 `jstat`？

jstat（Java Virtual Machine Statistics Monitoring Tool）是 JDK 提供的一个命令行工具，用于监控 JVM 的运行时状态。它能够实时显示 JVM 的内存使用、垃圾回收、类加载、JIT 编译等数据。

核心功能：

垃圾回收监控：显示堆内存的分配和回收情况。
内存使用监控：显示堆内存和非堆内存的使用情况。
类加载监控：显示类加载和卸载的数量。
JIT 编译监控：显示 JIT 编译的方法数量和时间。

2. `jstat` 的基本用法

2.1 命令格式

jstat 的基本命令格式如下：

jstat [options] <vmid> [interval] [count]

options：监控选项，指定要监控的数据类型。
vmid：目标 JVM 的进程 ID（PID）。
interval：监控间隔时间（单位为毫秒）。
count：监控次数。

2.2 常用选项

选项	描述
`-class`	显示类加载信息。
`-gc`	显示垃圾回收信息。
`-gccapacity`	显示堆内存容量信息。
`-gcutil`	显示垃圾回收统计信息（百分比）。
`-gccause`	显示垃圾回收统计信息和最近一次 GC 的原因。
`-gcnew`	显示新生代垃圾回收信息。
`-gcold`	显示老年代垃圾回收信息。

3. 具体应用案例

3.1 监控垃圾回收

目标：

监控 JVM 的垃圾回收情况，分析 GC 的频率和耗时。

命令：

jstat -gc <vmid> 1000 10

-gc：显示垃圾回收信息。
1000：每隔 1 秒输出一次数据。
10：输出 10 次后停止。

输出示例：

 S0C    S1C    S0U    S1U      EC       EU        OC         OU       MC     MU    CCSC   CCSU   YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   
1024.0 1024.0  0.0    0.0    8192.0   1024.0   20480.0     5120.0   4480.0  2560.0 384.0   256.0      5    0.050     2    0.100    0.150

S0C/S1C：Survivor 0/1 区的容量（KB）。
S0U/S1U：Survivor 0/1 区的使用量（KB）。
EC/EU：Eden 区的容量和使用量（KB）。
OC/OU：老年代的容量和使用量（KB）。
YGC/YGCT：年轻代 GC 的次数和总耗时。
FGC/FGCT：Full GC 的次数和总耗时。
GCT：GC 总耗时。

在这里插入图片描述

分析：

如果 FGC（Full GC 次数）较高，说明老年代可能存在内存不足的问题。
如果 YGCT（年轻代 GC 耗时）较长，可能需要优化新生代的内存分配。

3.2 监控内存使用

目标：

监控 JVM 的内存使用情况，分析堆内存和非堆内存的使用率。

命令：

jstat -gcutil <vmid> 1000 5

-gcutil：显示垃圾回收统计信息（百分比）。
1000：每隔 1 秒输出一次数据。
5：输出 5 次后停止。

输出示例：

  S0     S1     E      O      M     CCS    YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   
  0.00  50.00  25.00  75.00  95.00  90.00     10    0.200     2    0.100    0.300

S0/S1：Survivor 0/1 区的使用率（百分比）。
E：Eden 区的使用率（百分比）。
O：老年代的使用率（百分比）。
M：元空间的使用率（百分比）。
CCS：压缩类空间的使用率（百分比）。

在这里插入图片描述

分析：

如果 O（老年代使用率）持续接近 100%，可能需要增加老年代的内存或优化对象生命周期。
如果 M（元空间使用率）较高，可能需要调整元空间的大小。

3.3 监控类加载

目标：

监控 JVM 的类加载情况，分析类加载和卸载的数量。

命令：

jstat -class <vmid> 1000 5

-class：显示类加载信息。
1000：每隔 1 秒输出一次数据。
5：输出 5 次后停止。

输出示例：

Loaded  Bytes  Unloaded  Bytes     Time   
  5000  8000.0      100   200.0      1.234

Loaded：已加载的类数量。
Bytes：已加载类的字节数。
Unloaded：已卸载的类数量。
Bytes：已卸载类的字节数。
Time：类加载和卸载的总耗时。

在这里插入图片描述

分析：

如果 Unloaded（卸载的类数量）较高，可能存在类加载器泄漏问题。

4. 结合脚本实现自动化监控

jstat 可以与 Shell 脚本结合，实现自动化监控和告警。以下是一个简单的示例：

脚本示例：

#!/bin/bash

PID=$(jps | grep MyApp | awk '{print $1}')
INTERVAL=1000
COUNT=10

while true; do
    jstat -gcutil $PID $INTERVAL $COUNT > gc.log
    if grep -q "FGC" gc.log && awk '{print $9}' gc.log | tail -n 1 | grep -q "[5-9][0-9]\|100"; then
        echo "Warning: High Full GC detected!" | mail -s "GC Alert" admin@example.com
    fi
    sleep 60
done