Java虚拟机（JVM）生成3个关键工件，这些工件对于优化性能和解决生产问题很有用。这些工件是：
- 垃圾收集（GC）日志
- 线程转储（ThreadDump）
- 堆转储（HeapDump
在本文中，我将尝试简要解析下这3个关键工件，描述下在什么场景中使用它们，它们的外观如何，如何捕获它们，如何分析它们及其之间的差异。
垃圾收集日志（GC Log）
1、什么是GC日志？
GC日志包含垃圾回收事件的相关信息。它将指示运行了多少个GC事件，它们是什么类型的GC事件（即，年轻的GC还是全局的GC），每个GC事件暂停了应用程序多长时间，每个GC事件回收了多少个对象。
2、GC日志的外观如何？
这里以G1垃圾回收策略为例，展示部分样本的垃圾收集日志文件，内容如下所示：
[administrator@JavaLangOutOfMemory luga %]less echo-admin-gc.log ... ... 2015-09-14T12:32:24.398-0700: 0.356: [GC pause (G1 Evacuation Pause) (young), 0.0215287 secs] [Parallel Time: 20.0 ms, GC Workers: 8] [GC Worker Start (ms): Min: 355.9, Avg: 356.3, Max: 358.4, Diff: 2.4] [Ext Root Scanning (ms): Min: 0.0, Avg: 6.4, Max: 16.7, Diff: 16.7, Sum: 51.4] [Update RS (ms): Min: 0.0, Avg: 1.0, Max: 2.5, Diff: 2.5, Sum: 8.2] [Processed Buffers: Min: 0, Avg: 1.1, Max: 5, Diff: 5, Sum: 9] [Scan RS (ms): Min: 0.0, Avg: 0.0, Max: 0.0, Diff: 0.0, Sum: 0.0] [Code Root Scanning (ms): Min: 0.0, Avg: 0.0, Max: 0.1, Diff: 0.1, Sum: 0.1] [Object Copy (ms): Min: 2.9, Avg: 11.9, Max: 17.5, Diff: 14.6, Sum: 95.3] [Termination (ms): Min: 0.0, Avg: 0.1, Max: 0.2, Diff: 0.2, Sum: 0.9] [Termination Attempts: Min: 1, Avg: 2.5, Max: 5, Diff: 4, Sum: 20] [GC Worker Other (ms): Min: 0.0, Avg: 0.1, Max: 0.1, Diff: 0.1, Sum: 0.5] [GC Worker Total (ms): Min: 17.5, Avg: 19.6, Max: 19.9, Diff: 2.4, Sum: 156.5] [GC Worker End (ms): Min: 375.8, Avg: 375.9, Max: 375.9, Diff: 0.1] [Code Root Fixup: 0.0 ms] [Code Root Purge: 0.0 ms] [Clear CT: 0.5 ms] [Other: 1.0 ms] [Choose CSet: 0.0 ms] [Ref Proc: 0.4 ms] [Ref Enq: 0.0 ms] [Redirty Cards: 0.4 ms] [Humongous Register: 0.0 ms] [Humongous Reclaim: 0.0 ms] [Free CSet: 0.0 ms] [Eden: 12.0M(12.0M)->0.0B(14.0M) Survivors: 0.0B->2048.0K Heap: 12.6M(252.0M)->7848.3K(252.0M)] [Times: user=0.08 sys=0.00, real=0.02 secs] 2015-09-14T12:32:24.932-0700: 0.889: [GC pause (G1 Evacuation Pause) (young), 0.0469650 secs]
3、什么场景下使用GC日志？
垃圾收集日志用于研究应用程序的GC和内存性能。用于优化GC暂停时间，用于确定应用程序的最佳内存大小，还用于解决与内存相关的问题。
4、如何生成GC日志？
在应用程序启动文件中，可以通过传递以下JVM参数来生成垃圾收集日志，具体如下：
对于Java 8以及之前的版本，具体配置参数：
-XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:<file-path>
对于从Java 9之后的Java版本：
-Xlog：gc *：file = <file-path> file-path：是要写入垃圾收集日志文件的位置
5、如何理解GC日志？
垃圾收集日志格式会有所不同，具体取决于我们当前环境中的JVM供应商（Oracle、HP、IBM、Azul等及其他），Java版本（1.5、5、6、7、8、9、10、11、12、15…），垃圾收集算法（串行，并行，CMS，G1，Shenandoah，Z GC）和JVM参数。因此，没有一种可用的标准化格式。
6、哪些工具可以分析GC日志？
有多种垃圾收集日志分析工具。根据笔者经验，目前比较受欢迎的一些工具：GCeasy、IBM GC和内存可视化工具、HP JMeter、Google Garbage Cat及其他。
线程转储（ThreadDump）
1、什么是线程转储？
线程转储是指在某一时间点在应用程序中运行的所有线程的快照。它包含有关应用程序中每个线程的所有信息，例如：线程状态，线程ID，本机ID，线程名称，堆栈跟踪，优先级等等。
2、线程转储的外观如何？
常见线程转储文件内容如下所示：
2016-12-03 10:37:28 Full thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (23.7-b01 mixed mode): "Attach Listener" daemon prio=10 tid=0x000000001b03e000 nid=0x3954 waiting on condition [0x0000000000000000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE "InvoiceGeneratedQC-A99-6" prio=10 tid=0x00002b7cfc6fb000 nid=0x4479 runnable [0x00002b7d17ab8000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE at com.buggyCompany.rt.util.ItinerarySegmentProcessor.setConnectingFlight(ItinerarySegmentProcessor.java:380) at com.buggyCompany.rt.util.ItinerarySegmentProcessor.processTripType0(ItinerarySegmentProcessor.java:366) at com.buggyCompany.rt.util.ItinerarySegmentProcessor.processItineraryByTripType(ItinerarySegmentProcessor.java:254) at com.buggyCompany.rt.util.ItinerarySegmentProcessor.templateMethod(ItinerarySegmentProcessor.java:399) at com.buggyCompany.qc.gds.InvoiceGeneratedFacade.readTicketImage(InvoiceGeneratedFacade.java:252) at com.buggyCompany.qc.gds.InvoiceGeneratedFacade.doOrchestrate(InvoiceGeneratedFacade.java:151) at com.buggyCompany.framework.gdstask.BaseGDSFacade.orchestrate(BaseGDSFacade.java:32) at com.buggyCompany.framework.gdstask.BaseGDSFacade.doWork(BaseGDSFacade.java:22) at com.buggyCompany.framework.concurrent.buggyCompanyCallable.call(buggyCompanyCallable.java:80) at java.util.concurrent.FutureTask$Sync.innerRun(FutureTask.java:334) at java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:166) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1145) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:615) at java.lang.Thread.run(Thread.java:722) "InvoiceGeneratedQC-H87-6" prio=10 tid=0x00002b7cfc94a000 nid=0x4472 runnable [0x00002b7d16fad000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE at com.buggyCompany.rt.util.ItinerarySegmentProcessor.setConnectingFlight(ItinerarySegmentProcessor.java:380) at com.buggyCompany.rt.util.ItinerarySegmentProcessor.processTripType0(ItinerarySegmentProcessor.java:366) at com.buggyCompany.rt.util.ItinerarySegmentProcessor.processItineraryByTripType(ItinerarySegmentProcessor.java:254) at com.buggyCompany.rt.util.ItinerarySegmentProcessor.templateMethod(ItinerarySegmentProcessor.java:399) at com.buggyCompany.qc.gds.InvoiceGeneratedFacade.readTicketImage(InvoiceGeneratedFacade.java:252) at com.buggyCompany.qc.gds.InvoiceGeneratedFacade.doOrchestrate(InvoiceGeneratedFacade.java:151) at com.buggyCompany.framework.gdstask.BaseGDSFacade.orchestrate(BaseGDSFacade.java:32) at com.buggyCompany.framework.gdstask.BaseGDSFacade.doWork(BaseGDSFacade.java:22) at com.buggyCompany.framework.concurrent.buggyCompanyCallable.call(buggyCompanyCallable.java:80) at java.util.concurrent.FutureTask$Sync.innerRun(FutureTask.java:334) at java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:166) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1145) at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:615) at java.lang.Thread.run(Thread.java:722)
3、在什么场景下使用线程转储？
线程转储主要用于解决生产问题，例如CPU尖峰，应用程序无响应，响应时间短，线程挂起，内存消耗高。
4、如何生成线程转储？
可以使用8个不同的选项从正在运行的应用程序中捕获线程转储。可参考之前的文章：Java ThreadDump 生成解析。进行线程转储的最常见选择是使用“ Jstack”工具。Jstack工具位于{JDK_HOME}/bin文件夹中。这是捕获线程转储所需发出的命令：
[administrator@JavaLangOutOfMemory luga %]jstack -l <pid> > <file-path> pid：是应用程序的进程ID，应捕获其线程转储 file-path：是将写入线程转储的文件路径。
5、如何理解线程转储？
可参考之前的文章：Java ThreadDump 生成解析。
6、使用哪些工具来分析线程转储？
以下是使用最广泛的线程转储分析工具：fastThread、Samurai、IBM Thread＆Monitor分析器、Visual VM及其他等等。
堆转储（HeapDump）
1、什么是堆转储？
堆转储是指在某一时间点应用程序内存的快照。它包含各种各样的信息，例如内存中的对象是什么，它们携带的值是什么，大小是什么，它们引用的其他对象是什么等。
2、堆转储的外观如何？
普通的文件，通常以指定文件类型生成，例如，可生成.phrof后缀类型，或直接heapdump等。（注意：此文件采用二进制格式。因此实际上不易阅读）。
3、堆转储在什么场景下使用？
堆转储主要用于解决与内存相关的OutOfMemoryError问题。
4、如何生成堆转储？
可以使用7个不同的选项从运行的应用程序中捕获堆转储。可参考之前的文章：Java HeapDump 生成解析。进行堆转储的最常见选项是使用“ Jmap”工具。Jmap工具位于{JDK_HOME}/bin文件夹中。具体命令如下：
[administrator@JavaLangOutOfMemory luga %]jmap -dump：format = b，file = <文件路径> <pid> pid：Java进程ID，应捕获其堆转储 file-path：堆转储将写入的文件路径。
5、如何理解堆转储？
堆转储文件为二进制格式，并且通常较大。除此之外，它们的格式严重缺乏文档。因此，必须使用堆转储分析工具来分析和理解它们。
6、使用哪些工具来分析堆转储？
以下是使用最广泛的堆转储分析工具：Eclipse MAT、HeapHero、JVisualVM及其他。
