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= JVM监控工具 =

'''JVM监控工具'''是用于观察、诊断和优化Java虚拟机（JVM）运行时状态的实用程序集合。这些工具可以帮助开发者分析内存使用、线程行为、垃圾回收（GC）性能以及JVM内部的其他关键指标，从而定位性能瓶颈或内存泄漏问题。

== 概述 ==
JVM监控工具主要分为两类：
1. '''命令行工具'''：如<code>jps</code>、<code>jstat</code>、<code>jmap</code>、<code>jstack</code>等，通常随JDK提供。
2. '''图形化工具'''：如JConsole、VisualVM、Java Mission Control（JMC），提供可视化界面。

这些工具通过访问JVM的'''MBean服务器'''或直接读取'''JVM内部数据'''来提供监控功能。

== 常用命令行工具 ==

=== jps（JVM Process Status Tool） ===
列出当前用户的所有Java进程及其主类名和JVM参数。

<syntaxhighlight lang="bash">
# 示例：列出所有Java进程
jps -l
</syntaxhighlight>

输出示例：
<pre>
12345 com.example.MainClass
67890 sun.tools.jps.Jps
</pre>

=== jstat（JVM Statistics Monitoring Tool） ===
实时监控JVM的堆内存、类加载、GC活动等统计信息。

<syntaxhighlight lang="bash">
# 示例：每1秒打印一次GC情况，共打印5次
jstat -gcutil <pid> 1000 5
</syntaxhighlight>

输出示例（单位：百分比）：
<pre>
 S0     S1     E      O      M     CCS    YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT
 0.00  99.80  68.45  35.67  95.12  90.23     15    0.123     3    0.456    0.579
</pre>

=== jmap（Memory Map Tool） ===
生成堆内存快照（Heap Dump）或查看内存对象分布。

<syntaxhighlight lang="bash">
# 示例：生成堆转储文件
jmap -dump:format=b,file=heap.hprof <pid>
</syntaxhighlight>

=== jstack（Stack Trace Tool） ===
捕获线程堆栈信息，用于诊断死锁或高CPU占用问题。

<syntaxhighlight lang="bash">
# 示例：输出线程快照
jstack -l <pid> > thread_dump.txt
</syntaxhighlight>

== 图形化工具 ==

=== JConsole ===
JDK自带的轻量级监控工具，支持：
* 内存使用曲线
* 线程状态可视化
* MBean操作

启动方式：
<syntaxhighlight lang="bash">
jconsole
</syntaxhighlight>

=== VisualVM ===
功能更强大的图形化工具，支持：
* 插件扩展（如GC日志分析）
* 采样式CPU分析
* 内存快照对比

=== Java Mission Control（JMC） ===
Oracle提供的专业级工具，包含：
* 飞行记录器（Flight Recorder）
* 低开销的性能事件监控

== 实际案例 ==

'''案例：诊断内存泄漏'''
1. 使用<code>jstat</code>发现老年代（Old Generation）内存持续增长：
<syntaxhighlight lang="bash">
jstat -gcold <pid> 1s
</syntaxhighlight>

2. 用<code>jmap</code>生成堆转储：
<syntaxhighlight lang="bash">
jmap -histo:live <pid> | head -20
</syntaxhighlight>

3. 通过VisualVM分析发现某个缓存类实例数量异常增长。

== 高级监控技术 ==

=== JMX（Java Management Extensions） ===
通过编程方式访问JVM监控数据：

<syntaxhighlight lang="java">
import javax.management.*;
import java.lang.management.*;

MemoryMXBean memoryBean = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
System.out.println("Heap usage: " + memoryBean.getHeapMemoryUsage());
</syntaxhighlight>

=== 飞行记录器（Flight Recorder） ===
启用JFR记录（需商业授权）：
<syntaxhighlight lang="bash">
java -XX:+FlightRecorder -XX:StartFlightRecording=duration=60s,filename=recording.jfr ...
</syntaxhighlight>

== 监控指标解析 ==
关键指标公式：
* '''GC吞吐量'''：<math>\text{Throughput} = \left(1 - \frac{\text{GC时间}}{\text{总运行时间}}\right) \times 100\%</math>
* '''内存泄漏率'''：<math>\text{LeakRate} = \frac{\Delta \text{OldGenUsed}}{\Delta \text{Time}}</math>

== 可视化关系图 ==
<mermaid>
graph TD
    A[JVM监控] --> B[命令行工具]
    A --> C[图形化工具]
    B --> D[jstat]
    B --> E[jmap]
    B --> F[jstack]
    C --> G[JConsole]
    C --> H[VisualVM]
    C --> I[JMC]
</mermaid>

== 最佳实践 ==
1. 生产环境优先使用低开销工具（如<code>jstat</code>）
2. 分析性能问题时结合多种工具数据
3. 长期监控建议配置JMX远程访问+Prometheus+Grafana方案

== 参见 ==
* [[JVM内存模型]]
* [[垃圾回收机制]]
* [[Java性能调优]]

[[Category:计算机科学]]
[[Category:面试技巧]]
[[Category:JVM相关]]