拓展阅读

JVM FULL GC 生产问题 I-多线程通用实现

JVM FULL GC 生产问题 II-如何定位内存泄露? 线程通用实现

JVM FULL GC 生产问题 III-多线程执行队列的封装实现,进一步抽象

jvm-44-jvm 内存性能分析工具 Eclipse Memory Analyzer Tool (MAT) / 内存分析器 (MAT)

jvm-45-jvm dump 文件内存介绍+获取方式+堆内存可视分析化工具

jvm-46-jvm Thread Dump 线程的堆栈跟踪信息+获取方式+可视分析化工具 FastThread

jvm-47-jvm GC 垃圾回收日志+获取方式+可视分析化工具 gcviewer

jvisualvm java 性能分析工具

jvm dump 文件是什么?

JVM内存Dump是指在Java虚拟机运行时,将其内存状态(堆、栈等信息)写入到磁盘文件中的操作。

内存Dump文件通常用于故障排查、性能分析和诊断。

当JVM出现崩溃、内存泄漏或严重的性能瓶颈时,生成内存Dump文件可以帮助开发人员进一步分析内存状态,找出根本原因。

dump

这个东西需要实战处理一次,不然很容易忘记。

内存 Dump 文件类型

JVM提供了几种常见的内存Dump文件类型:

  • Heap Dump:包含JVM堆的所有对象及其状态,适用于分析内存泄漏和分析堆中对象的分布。它可以通过工具如 jhatVisualVMEclipse MAT 等来分析。

  • Thread Dump:包含所有线程的堆栈跟踪信息,适用于分析死锁、线程阻塞或性能瓶颈。可以通过 jstack 命令生成。

  • Core Dump:包含JVM的核心内存状态,通常用于分析JVM崩溃时的堆栈信息。

如何获得?

Heap Dump记录了JVM堆内存的详细信息,包括对象的实例、大小、引用关系、类加载信息等。

Heap Dump通常用于分析内存泄漏、对象分配情况等问题。

生成Heap Dump的方式有几种:

启动参数

  • JVM启动时配置:通过启动参数来配置JVM在出现OutOfMemoryError时自动生成Heap Dump。

    java -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/path/to/dump.hprof -jar app.jar
    

    这会在出现内存溢出时生成Heap Dump文件。

jvm 参数解释

下面是对java -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/path/to/dump.hprof -jar app.jar命令中各个参数的解释,以表格形式展示:

参数 含义
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 启用在发生OutOfMemoryError时自动生成Heap Dump文件。该参数在JVM内存溢出时非常有用,可以帮助开发者分析内存泄漏问题。
-XX:HeapDumpPath=/path/to/dump.hprof 指定Heap Dump文件的保存路径。文件的扩展名通常是.hprof,这是Heap Dump的标准格式。路径可以是绝对路径或相对路径,确保目标目录存在并具有写权限。
-jar app.jar 启动指定的Java应用程序,其中app.jar是应用程序的JAR文件。这个参数告诉JVM运行一个JAR文件,替代了普通的-cp(classpath)方式。

这些参数组合在一起,确保在OutOfMemoryError发生时,JVM会自动生成堆内存Dump,并将其保存到指定路径。

命令

  • 通过JVM命令行工具:可以使用jmap工具手动生成Heap Dump文件:

    jmap -dump:live,format=b,file=/path/to/dump.hprof <pid>
    

    其中,<pid> 是目标JVM进程的PID,live表示只导出存活对象,format=b表示使用二进制格式,file指定文件输出路径。

  • 通过JVM信号:在Linux或Mac上,发送SIGQUIT信号(例如使用Ctrl+\)也可以生成Heap Dump。

一般实际中主要用第一种 jmap 的方式。

如何分析?可视化工具

这些 dump 文件靠人眼看,不太现实。

下面是一些常见的分析工具,个人比较喜欢 MAT 工具。

工具 特点 适用场景
Eclipse MAT 强大的内存泄漏检测,支持Dominator树、引用链分析,报告生成 深入分析Heap Dump,找出内存泄漏和性能瓶颈。
VisualVM 集成JVM监控,支持Heap Dump分析,实时性能监控,插件扩展 实时监控和分析Java应用,适用于日常性能分析和内存分析。
JProfiler 强大的内存、CPU、线程分析,内存泄漏检测,性能瓶颈分析,商业工具 适用于复杂的Java应用,帮助深入分析内存泄漏和性能瓶颈。
YourKit 高度可定制的性能分析工具,内存、CPU、线程分析,支持Heap Dump分析,商业工具 性能优化和内存分析,适合大型和复杂的Java应用,支持实时性能监控。
jhat 轻量级工具,JDK自带,简单Web界面,适用于基本的Heap Dump分析 用于快速查看Heap Dump,适合轻量级分析,不适合复杂的内存分析需求。

小结

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详细介绍一下 jvm 的内存 dump

JVM内存Dump是指在Java虚拟机运行时,将其内存状态(堆、栈等信息)写入到磁盘文件中的操作。

内存Dump文件通常用于故障排查、性能分析和诊断。当JVM出现崩溃、内存泄漏或严重的性能瓶颈时,生成内存Dump文件可以帮助开发人员进一步分析内存状态,找出根本原因。

1. 内存Dump文件类型

JVM提供了几种常见的内存Dump文件类型:

  • Heap Dump:包含JVM堆的所有对象及其状态,适用于分析内存泄漏和分析堆中对象的分布。它可以通过工具如 jhatVisualVMEclipse MAT 等来分析。
  • Thread Dump:包含所有线程的堆栈跟踪信息,适用于分析死锁、线程阻塞或性能瓶颈。可以通过 jstack 命令生成。
  • Core Dump:包含JVM的核心内存状态,通常用于分析JVM崩溃时的堆栈信息。

2. 生成Heap Dump

Heap Dump记录了JVM堆内存的详细信息,包括对象的实例、大小、引用关系、类加载信息等。Heap Dump通常用于分析内存泄漏、对象分配情况等问题。

生成Heap Dump的方式有几种:

  • JVM启动时配置:通过启动参数来配置JVM在出现OutOfMemoryError时自动生成Heap Dump。
    java -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/path/to/dump.hprof -jar app.jar
    

    这会在出现内存溢出时生成Heap Dump文件。

  • 通过JVM命令行工具:可以使用jmap工具手动生成Heap Dump文件:
    jmap -dump:live,format=b,file=/path/to/dump.hprof <pid>
    

    其中,<pid> 是目标JVM进程的PID,live表示只导出存活对象,format=b表示使用二进制格式,file指定文件输出路径。

  • 通过JVM信号:在Linux或Mac上,发送SIGQUIT信号(例如使用Ctrl+\)也可以生成Heap Dump。

3. 分析Heap Dump

Heap Dump生成后可以使用以下工具进行分析:

  • Eclipse MAT:一个强大的内存分析工具,支持多种分析模式,比如查找大对象、垃圾回收分析、查找引用链等。
  • VisualVM:JVM自带的性能分析工具,可以通过Heap Dump功能查看对象分布、内存占用等信息。
  • jhat:一个JVM自带的Heap Dump分析工具,但功能不如MAT强大。

分析Heap Dump时,常见的目的包括:

  • 找出内存泄漏:通过分析哪些对象未被垃圾回收,查找引用链,发现未被释放的对象。
  • 检查对象分布:查看哪些类占用了大量内存,优化内存占用。
  • 分析垃圾回收:通过堆信息分析垃圾回收是否有效,是否有频繁的Full GC。

4. 生成Thread Dump

Thread Dump记录了JVM中所有线程的堆栈信息,适用于分析死锁、线程阻塞或性能瓶颈。可以通过以下方式生成:

  • jstack工具
    jstack <pid>
    

    该命令会打印出所有线程的堆栈信息,帮助诊断线程的问题。

  • 发送信号:在Linux和Mac系统中,发送SIGQUIT信号也会生成线程Dump。

  • JVM启动参数:通过-XX:+PrintThreadDumpOnCrash来在JVM崩溃时自动生成线程Dump。

Thread Dump的分析重点是:

  • 死锁检测:如果线程卡住或无法继续执行,检查是否存在死锁。
  • 线程阻塞:检查是否有线程在等待某些资源或锁,导致阻塞。
  • 线程状态:查看线程的状态(如RUNNABLEWAITINGBLOCKED等),帮助诊断性能问题。

5. Core Dump

Core Dump通常用于JVM崩溃时生成,包含JVM的完整内存状态。生成Core Dump通常需要配置:

ulimit -c unlimited  # 允许生成Core Dump

JVM崩溃时会生成Core Dump文件,使用调试工具(如gdb)结合JVM的调试信息来分析崩溃原因。

6. JVM内存模型

JVM的内存管理包括多个区域:

  • 堆(Heap):存放所有动态分配的对象。
  • 栈(Stack):每个线程都有自己的栈,用来存放局部变量和方法调用。
  • 方法区(Method Area):存放类信息、常量、静态变量等。
  • 直接内存(Direct Memory):通过java.nio包中的ByteBuffer直接分配的内存。

Heap Dump主要关注堆内存区域,用于诊断堆内存中的问题,而Thread Dump和Core Dump关注JVM崩溃或线程调度相关的问题。

7. 使用内存Dump进行故障排查的步骤

  1. 确定生成内存Dump的时机:根据问题的性质,选择合适的时机生成内存Dump,如内存溢出时、JVM崩溃时或性能问题时。
  2. 分析内存Dump:通过工具(如MAT、VisualVM、jhat等)加载Heap Dump,分析内存使用情况、对象分配、垃圾回收等。
  3. 定位问题:根据分析结果,找出可能的内存泄漏、性能瓶颈、死锁等问题。
  4. 优化和修复:根据诊断结果进行代码优化、配置调整或资源管理优化。

8. 总结

JVM内存Dump是诊断JVM相关问题的重要工具。通过生成和分析Heap Dump、Thread Dump等文件,可以帮助开发人员识别内存泄漏、死锁、线程问题和性能瓶颈等。掌握如何生成和分析内存Dump,对于优化Java应用性能和解决复杂的运行时问题具有重要意义。

分析工具有哪些?

分析Java的Dump文件(特别是Heap Dump文件)是一个重要的诊断过程,通常用于找出内存泄漏、性能瓶颈或者垃圾回收问题。以下是几种常见的可视化工具和分析方法,它们可以帮助你更好地分析Dump文件。

1. Eclipse Memory Analyzer Tool (MAT)

Eclipse MAT 是一个非常强大的工具,用于分析Heap Dump文件,它能够帮助开发者深入了解内存使用情况,检测内存泄漏,分析对象的生命周期等。

特点

  • 内存泄漏分析:可以通过堆转储分析找出内存泄漏问题。
  • Dominators树:可以帮助找到堆中占用内存最多的对象。
  • 对象引用分析:分析对象的引用链,找到内存无法回收的原因。
  • 堆转储分析报告:生成详细的报告,帮助开发者定位问题。

使用步骤

  1. 下载并安装Eclipse MAT(官网链接)。
  2. 启动MAT并加载Heap Dump文件(.hprof)。
  3. 使用工具中的Leak Suspects Report功能自动分析潜在的内存泄漏。
  4. 分析Dominator Tree来查看哪些对象占用了最多的内存。

示例截图

  • 堆转储分析
  • Dominator Tree视图
  • 引用链分析

2. VisualVM

VisualVM 是一个JVM的综合分析工具,它也能够分析Heap Dump文件,并提供丰富的图形化界面帮助开发者了解堆内存使用情况。

特点

  • 实时监控:除了分析Dump文件,VisualVM还能监控正在运行的JVM,查看堆、线程、类加载等信息。
  • 内存分析:支持Heap Dump分析,查看堆的结构、对象的分布、垃圾回收等。
  • 可视化分析:提供堆快照、线程分析等功能。
  • 插件支持:支持安装插件来增强功能,如分析JavaFX应用、JMX监控等。

使用步骤

  1. 下载并安装VisualVM(官网链接)。
  2. 启动VisualVM并加载Heap Dump文件。
  3. 在“Heap Dump”选项卡中查看内存使用情况。
  4. 使用HistogramDominator Tree来分析对象占用内存的情况。

示例截图

  • Heap Dump的Histogram视图
  • 堆快照和对象分析

3. JProfiler

JProfiler 是一个商业工具,用于分析Java应用的性能、内存使用情况、线程状态等。它提供了强大的Heap Dump分析功能,能够帮助开发者定位内存泄漏、性能瓶颈等问题。

特点

  • 内存分析:提供Heap Dump分析,包括内存泄漏检测、对象实例数、内存占用等。
  • CPU分析:可以对应用程序的CPU进行分析,帮助开发者识别性能瓶颈。
  • 线程分析:分析线程的状态,检测死锁和线程阻塞问题。
  • 可视化报告:提供各种报告和图表,便于理解和展示分析结果。

使用步骤

  1. 下载并安装JProfiler(官网链接)。
  2. 连接JProfiler到正在运行的JVM进程,或者加载Heap Dump文件。
  3. 使用内存分析工具来分析对象、内存使用、垃圾回收等。
  4. 查看堆分析报告,定位内存泄漏或内存占用问题。

示例截图

  • 内存泄漏检测报告
  • CPU和线程分析

4. YourKit Java Profiler

YourKit 是一个商业的Java性能分析工具,具有强大的Heap Dump分析功能,能够帮助开发者找到内存泄漏、查看对象的引用关系等。

特点

  • 内存分析:可以分析Heap Dump,识别内存泄漏、查看对象分布、分析内存占用等。
  • 性能分析:可以进行CPU分析、线程分析、数据库性能分析等。
  • 易用性:界面友好,易于使用,可以在JVM进程运行时进行实时分析。
  • 可扩展性:支持多种分析插件,可以自定义分析报告。

使用步骤

  1. 下载并安装YourKit Java Profiler(官网链接)。
  2. 启动YourKit并连接到目标JVM进程,或者加载Heap Dump文件。
  3. 分析Heap Dump并查看对象分布、内存占用、垃圾回收情况。
  4. 使用内存泄漏检测工具来定位潜在的内存泄漏问题。

示例截图

  • 内存占用图表
  • 对象引用关系图

5. jhat (JVM Heap Analysis Tool)

jhat 是JDK自带的一个工具,用于分析Heap Dump文件。它比较简单,但也可以用来做基本的Heap Dump分析。

特点

  • 轻量级:无需额外安装,只需要JDK自带的jhat工具。
  • 简单的Web界面jhat会启动一个简单的Web服务器,用户可以通过浏览器查看Heap Dump的内容。
  • 基本的分析功能:查看Heap Dump中的对象、类分布、引用关系等。

使用步骤

  1. 通过命令行运行jhat工具来启动Heap Dump分析。
    jhat -J-Xmx512m /path/to/heapdump.hprof
    
  2. 打开浏览器,访问http://localhost:7000来查看Heap Dump的Web界面。
  3. 使用界面中的各种选项进行对象分析、类分布、引用链等基本操作。

示例截图

  • Heap Dump对象分析界面
  • 类和对象分布图

参考资料

Java堆转储Dump文件的几种方法