5. 老年代垃圾回收统计

命令：

jstat -gcold 进程ID

参数含义：

MC：方法区大小
MU：方法区已使用大小
CCSC:压缩指针类空间大小
CCSU:压缩类空间已使用大小
OC：老年代大小
OU：老年代已使用大小
YGC：年轻代垃圾回收次数
FGC：老年代垃圾回收次数
FGCT：老年代垃圾回收消耗时间
GCT：垃圾回收消耗总时间，新生代+老年代

6. 老年代内存统计

命令：

jstat -gcoldcapacity 进程ID

参数含义：

OGCMN：老年代最小容量
OGCMX：老年代最大容量
OGC：当前老年代大小
OC：老年代大小
YGC：年轻代垃圾回收次数
FGC：老年代垃圾回收次数
FGCT：老年代垃圾回收消耗时间
GCT：垃圾回收消耗总时间

7. 元数据空间统计

命令

jstat -gcmetacapacity 进程ID

MCMN:最小元数据容量
MCMX：最大元数据容量
MC：当前元数据空间大小
CCSMN：最小指针压缩类空间大小
CCSMX：最大指针压缩类空间大小
CCSC：当前指针压缩类空间大小
YGC：年轻代垃圾回收次数
FGC：老年代垃圾回收次数
FGCT：老年代垃圾回收消耗时间
GCT：垃圾回收消耗总时间

8.整体运行情况

命令：

jstat -gcutil 进程ID

S0：Survivor 1区当前使用比例
S1：Survivor 2区当前使用比例
E：Eden区使用比例
O：老年代使用比例
M：元数据区使用比例
CCS：指针压缩使用比例
YGC：年轻代垃圾回收次数
YGCT：年轻代垃圾回收消耗时间
FGC：老年代垃圾回收次数
FGCT：老年代垃圾回收消耗时间
GCT：垃圾回收消耗总时间

通过查询上面的参数来分析整个堆空间。

二、Arthas线上分析工具的使用

Arthas的功能非常强大，现附上官方文档：https://arthas.aliyun.com/doc/

其实想要了解Arthas，看官方文档就可以了，功能全而详细。那为什么还要整理一下呢？我们这里整理的是一些常用功能，以及在紧急情况下可以给我们帮大忙的功能。

Arthas分为几个部分来研究，先来看看我们的研究思路哈

1.安装及启动---这一块简单看，对于程序员来说，so easy

2.dashboard仪表盘功能---类似于JDK的jstat命令，

3.thread命令查询进行信息---类似于jmap命令

4.反编译线上代码----这个功能很牛，改完发版了，怎么没生效，反编译看看。

5.查询某一个函数的返回值

6.查询jvm信息，并修改----当发生内存溢出是，可以手动设置打印堆日志到文件

7.profiler火焰图

下面就来看看Arthas的常用功能的用法吧

1、Arthas的安装及启动

其实说到这快，不得不提的是，之前我一直因为arthas是一个软件，要启动，界面操作。当时我就想，要是这样，在线上安装一个单独的应用，公司肯定不同意啊~~~，研究完才发现，原来Arthas就是一个jar包。运行起来就是用java -jar 就可以。

1) 安装

可以直接在Linux上通过命令下载：

wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar

也可以在浏览器直接访问https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar，等待下载成功后，上传到Linux服务器上。

2) 启动

执行命令就可以启动了

java -jar arthas-boot.jar

启动成功可以看到如下界面：

然后找到你想监控的进程，输入前面对应的编号，就可以开启进行监控模式了。比如我要看4

看到这个就表示，进入应用监听成功

2、dashboard仪表盘--查询整体项目运行情况

执行命令

dashboard

这里面一共有三块

1）线程信息

我们可以看到当前进程下所有的线程信息。其中第13，14号线程当前处于BLOCKED阻塞状态，阻塞时间也可以看到。通过这个一目了然，当前有两个线程是有问题的，处于阻塞状态GC线程有6个。

2）内存信息

内存信息包含三个部分：堆空间信息、非堆空间信息和GC垃圾收集信息

堆空间信息

g1_eden_space: Eden区空间使用情况
g1_survivor_space: Survivor区空间使用情况
g1_old_gen: Old老年代空间使用情况

非堆空间信息

codeheap_'non-nmethods': 非方法代码堆大小
metaspace: 元数据空间使用情况
codeheap_'profiled_nmethods':
compressed_class_space: 压缩类空间使用情况

GC垃圾收集信息

gc.g1_young_generation.count：新生代gc的数量
gc.g1_young_generation.time(ms)新生代gc的耗时
gc.g1_old_generation.count：老年代gc的数量
gc.g1_old_generation.time(ms)：老年代gc的耗时

3）运行时信息

os.name：当前使用的操作系统 Mac OS X
os.version ：操作系统的版本号 10.16
java.version：java版本号 11.0.2
java.home：java根目录 /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk-11.0.2.jdk/Contents/Home
systemload.average：系统cpu负载平均值4.43

load average值的含义

> 单核处理器

假设我们的系统是单CPU单内核的，把它比喻成是一条单向马路，把CPU任务比作汽车。当车不多的时候，load <1；当车占满整个马路的时候 load=1；当马路都站满了，而且马路外还堆满了汽车的时候，load>1

aHR0cDovL2RsLml0ZXllLmNvbS91cGxvYWQvYXR0YWNobWVudC8wMDYxLzk0ODcvMjE3M2EwNGQtZTQzZi0zNWJiLTg5MzMtMjI3Mjc5NjBkNTRmLnBuZw.png

aHR0cDovL2RsLml0ZXllLmNvbS91cGxvYWQvYXR0YWNobWVudC8wMDYxLzk0ODUvMTBhYjQwMjYtYjExMi0zOWRmLThhZDEtMjFiNWI1YjVkZTFhLnBuZw.png

aHR0cDovL2RsLml0ZXllLmNvbS91cGxvYWQvYXR0YWNobWVudC8wMDYxLzk0ODkvNTkxNjJmNTYtMThlMi0zM2QzLTgwYmMtYjhlYzcwNDViMzBkLnBuZw.png

> 多核处理器

我们经常会发现服务器Load > 1但是运行仍然不错，那是因为服务器是多核处理器（Multi-core）。

假设我们服务器CPU是2核，那么将意味我们拥有2条马路，我们的Load = 2时，所有马路都跑满车辆。

aHR0cDovL2RsLml0ZXllLmNvbS91cGxvYWQvYXR0YWNobWVudC8wMDYxLzk0OTUvMmRhMDQ2YjUtMGYyYS0zNTE5LWI0MWYtZjYxZmU1NmVlNDQzLnBuZw.png Load = 2时马路都跑满了

processors : 处理器个数 8
timestamp/uptime：采集的时间戳Fri Jan 07 11:36:12 CST 2022/2349s

通过仪表盘，我们能从整体了解当前线程的运行健康状况

3.thread命令查询CPU使用率最高的线程及问题原因

通过dashboard我们可以看到当前进程下运行的所有的线程。那么如果想要具体查看某一个线程的运行情况，可以使用thread命令

1. 统计cpu使用率最高的n个线程

先来看看常用的参数。

参数说明

参数名称	参数说明
id	线程id
[n:]	指定最忙的前N个线程并打印堆栈
[b]	找出当前阻塞其他线程的线程
[i `<value>`]	指定cpu使用率统计的采样间隔，单位为毫秒，默认值为200
[--all]	显示所有匹配的线程

我们的目标是想要找出CPU使用率最高的n个线程。那么需要先明确，如何计算出CPU使用率，然后才能找到最高的。计算规则如下:

首先、第一次采样，获取所有线程的CPU时间(调用的是java.lang.management.ThreadMXBean#getThreadCpuTime()及sun.management.HotspotThreadMBean.getInternalThreadCpuTimes()接口)
然后、睡眠等待一个间隔时间（默认为200ms，可以通过-i指定间隔时间）
再次、第二次采样，获取所有线程的CPU时间，对比两次采样数据，计算出每个线程的增量CPU时间
  线程CPU使用率 = 线程增量CPU时间 / 采样间隔时间 * 100%
注意： 这个统计也会产生一定的开销（JDK这个接口本身开销比较大），因此会看到as的线程占用一定的百分比，为了降低统计自身的开销带来的影响，可以把采样间隔拉长一些，比如5000毫秒。

统计1秒内cpu使用率最高的n个线程:

thread -n 3 -i 1000

从线程的详情可以分析出，目前第一个线程的使用率是最高的，cpu占用了达到99.38%。第二行告诉我们，是Arthas.java这个类的第38行导致的。

由此，我们可以一眼看出问题，然后定位问题代码的位置，接下来就是人工排查问题了。

2、查询出当前被阻塞的线程

命令：

thread -b

可以看到内容提示，线程Thread-1被线程Thread-0阻塞。对应的代码行数是DeadLockTest.java类的第31行。根据这个提示去查找代码问题。

3、指定采样的时间间隔

命令

thread -i 1000

这个的含义是个1s统计一次采样

4.反编译线上代码----这个功能很牛，改完发版了，怎么没生效，反编译看看。

说道Arthas，不得不提的一个功能就是线上反编译代码的功能。经常会发生的一种状况是，线上有问题，定位问题后立刻改代码，可是发版后发现没生效，不可能啊~~~刚刚提交成功了呀。于是重新发版，只能靠运气，不知道为啥没生效。

反编译线上代码可以让我们一目了然知道代码带动部分是否生效。反编译代码使用Arthas的jad命令

jad 命令将JVM中实际运行的class的byte code反编译成java代码
JAVA 复制 全屏

用法：

jad com.lxl.jvm.DeadLockTest

运行结果：

运行结果分析：这里包含3个部分

ClassLoader：类加载器就是加载当前类的是哪一个类加载器
Location: 类在本地保存的位置
源码：类反编译字节码后的源码

如果不想想是类加载信息和本地位置，只想要查看类源码信息，可以增加--source-only参数

jad --source-only 类全名

6. ognl 动态执行线上的代码

能够调用线上的代码，是不是很神奇了。感觉哪段代码执行有问题，但是又没有日志，就可以使用这个方法动态调用目标方法了。

我们下面的案例都是基于这段代码执行，User类：

public class User {
    private int id;
    private String name;
    public User() {
    }
    public User(int id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }
    public int getId() {
        return id;
    }
    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

DeadLockTest类：

public class DeadLockTest {
    private static Object lock1 = new Object();
    private static Object lock2 = new Object();
    private static List<String> names = new ArrayList<>();
    private List<String> citys = new ArrayList<>();
    public static String add() {
        names.add("zhangsan");
        names.add("lisi");
        names.add("wangwu");
        names.add("zhaoliu");
        return "123456";
    }
    public List<String> getCitys() {
        DeadLockTest deadLockTest = new DeadLockTest();
        deadLockTest.citys.add("北京");
        return deadLockTest.citys;
    }
    public static List<User> addUsers(Integer id, String name) {
        List<User> users = new ArrayList<>();
        User user = new User(id, name);
        users.add(user);
        return users;
    }
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            synchronized (lock1) {
                try {
                    System.out.println("thread1 begin");
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                }
                synchronized (lock2) {
                    System.out.println("thread1 end");
                }
            }
        }).start();
        new Thread(() -> {
            synchronized (lock2) {
                try {
                    System.out.println("thread2 begin");
                    Thread.sleep(5000);
                } catch (InterruptedException e) {
                }
                synchronized (lock1) {
                    System.out.println("thread2 end");
                }
            }
        }).start();
    }
}

1）获取静态函数

> 返回值是字符串

ognl '@全路径类名@静态方法名("参数")'

示例1：在DeadLockTest类中有一个add静态方法，我们来看看通过ognl怎么执行这个静态方法。执行命令

ognl '@com.lxl.jvm.DeadLockTest@add()'
其中，第一个@后面跟的是类的全名称；第二个@跟的是属性或者方法名，如果属性是一个对象，想要获取属性里面的属性或者方法，直接打.属性名/方法名 即可。

运行效果：

我们看到了这个对象的返回值是123456

> 返回值是对象

ognl '@全路径类名@静态方法名("参数")' -x 2

这里我们可以尝试一下替换-x 2 为 -x 1 ；-x 3；

* 案例1：返回对象的地址。不加 -x 或者是-x 1

ognl '@com.lxl.jvm.DeadLockTest@addUsers(1,"zhangsan")'
或
ognl '@com.lxl.jvm.DeadLockTest@addUsers(1,"zhangsan")' -x 1

返回值

* 案例2：返回对象中具体参数的值。加 -x 2

ognl '@com.lxl.jvm.DeadLockTest@addUsers(1,"zhangsan")' -x 2

返回值

* 案例3：返回对象中有其他对象

命令：

ognl '@com.lxl.jvm.DeadLockTest@addUsers(1,"zhangsan")' -x 2

执行结果：

-x 2 获取的是对象的值，List返回的是数组信息，数组长度。

命令：

ognl '@com.lxl.jvm.DeadLockTest@addUsers(1,"zhangsan")' -x 3

执行结果：

-x 3 打印出对象的值，对象中List列表中的值。

* 案例4：方法A的返回值当做方法B的入参

ognl '#value1=@com.lxl.jvm.DeadLockTest@getCitys(), #value2=@com.lxl.jvm.DeadLockTest@generatorUser(1,"lisi",#value1), {#value1,#value2}' -x 2

> 方法入参是简单类型的列表

ognl '@com.lxl.jvm.DeadLockTest@returnCitys({"beijing","shanghai","guangdong"})'

> 方法入参是一个map对象

ognl '#value1=new com.lxl.jvm.User(1,"zhangsan"), #value1.setCitys({"bj", "sh"}), #value2=#{"mum":"zhangnvshi","dad":"wangxiansheng"}, #value1.setFamily(#value2), #value1' -x 2

2）获取静态字段

ognl '@全路径类名@静态属性名'

示例：在DeadLockTest类中有一个names静态属性，下面来看看如何获取这个静态属性。执行命令：

ognl '@com.lxl.jvm.DeadLockTest@names'
其中，第一个@后面跟的是类的全名称；第二个@跟的是属性或者方法名，如果属性是一个对象，想要获取属性里面的属性或者方法，直接打.属性名/方法名 即可。

运行效果：

第一次执行获取属性命令，返回的属性是一个空集合；然后执行add方法，往names集合中添加了属性；再次请求names集合，发现有4个属性返回。

3）获取实例对象

ognl '#value1=new com.lxl.jvm.User(1,"zhangsan"),#value1.setName("aaa"), #value1.setCitys({"bj", "sh"}), {#value1}' -x 2

获取实例对象，使用new关键字，执行结果：

7. 线上代码修改

生产环境有时会遇到非常紧急的问题，或突然发现一个bug，这时候不方便重新发版，或者发版未生效，可以使用Arthas临时修改线上代码。通过Arthas修改的步骤如下：

1. 从读取.class文件
2. 编译成.java文件
3. 修改.java文件
4. 将修改后的.java文件编译成新的.class文件
5. 将新的.class文件通过classloader加载进JVM内

第一步：读取.class文件

sc -d *DeadLockTest*

使用sc命令查看JVM已加载的类信息。关于sc命令，查看官方文档：

https://arthas.aliyun.com/doc/sc.html

-d ：表示打印类的详细信息

最后一个参数classLoaderHash，表示在jvm中类加载的hash值，我们要获得的就是这个值。

第二步：使用jad命令将.class文件反编译为.java文件才行

jad -c 7c53a9eb --source-only com.lxl.jvm.DeadLockTest > /Users/lxl/Downloads/DeadLockTest.java

jad命令是反编译指定已加载类的源码
-c ：类所属 ClassLoader 的 hashcode
--source-only：默认情况下，反编译结果里会带有ClassLoader信息，通过--source-only选项，可以只打印源代码。
com.lxl.jvm.DeadLockTest：目标类的全路径
/Users/lxl/Downloads/DeadLockTest.java：反编译文件的保存路径

/*
        * Decompiled with CFR.
        * 
        * Could not load the following classes:
        *  com.lxl.jvm.User
        */
       package com.lxl.jvm;
       import com.lxl.jvm.User;
       import java.util.ArrayList;
       import java.util.List;
       public class DeadLockTest {
           private static Object lock1 = new Object();
           private static Object lock2 = new Object();
           private static List<String> names = new ArrayList<String>();
           private List<String> citys = new ArrayList<String>();
           public static List<String> getCitys() {
               DeadLockTest deadLockTest = new DeadLockTest();
/*25*/         deadLockTest.citys.add("北京");
/*27*/         return deadLockTest.citys;
           }
          ......
           public static void main(String[] args) {
              ......
           }
       }

这里截取了部分代码。

第三步：修改java文件

public static List<String> getCitys() {
               System.out.println("-----这里增加了一句日志打印-----");
               DeadLockTest deadLockTest = new DeadLockTest();
/*25*/         deadLockTest.citys.add("北京");
/*27*/         return deadLockTest.citys;
           }

第四步：使用mc命令将.java文件编译成.class文件

mc -c 512ddf17 -d /Users/luoxiaoli/Downloads /Users/luoxiaoli/Downloads/DeadLockTest.java

mc: 编译.java文件生.class文件，详细使用方法参考官方文档

https://arthas.aliyun.com/doc/mc.html

-c：指定classloader的hash值
-d：指定输出目录
最后一个参数是java文件路径

这是反编译后的class字节码文件

第五步：使用redefine命令，将.class文件重新加载进JVM

redefine -c /Users/***/Downloads/com/lxl/jvm/DeadLockTest.class

最后看到redefine success，表示重新加载.class文件进JVM成功了。

注意事项

redefine命令使用之后，再使用jad命令会使字节码重置，恢复为未修改之前的样子。官方关于redefine命令的说明

第六步：检验效果

这里检测效果，调用接口，执行日志即可。

8、实时修改生产环境的日志级别

这个功能也很好用，通常，我们在日志中打印的日志级别一般是infor、warn、error级别的，debug日志一般看不到。那么出问题的时候，一些日志，在写代码的时候会被记录在debug日志中，而此时日志级别又很高。那么迫切需要调整日志级别。

这个功能很好用啊，我们可以将平时不经常打印出来的日志设置为debug级别。设置线上日志打印级别为info。当线上有问题的时候，可以将日志级别动态调整为debug。异常排查完，在修改回info。这对访问量特别大日志内容很多的项目比较有效，可以有效节省日志输出带来的开销。

第一步：使用logger命令查看日志级别

当前应用的日志级别是info
类加载的hash值是18b4aac2

我们定义一个接口，其源代码内容如下：

@PostMapping(value = "test")
    public String test() {
        log.debug("这是一条 debug 级别的日志");
        log.info("这是一条 info 级别的日志");
        log.error("这是一条 error 级别的日志");
        log.warn("这是一条 warn 级别的日志");
        return "完成";
    }

可以调用接口，查看日志输出代码。

我们看到，日志输出的是info及以下的级别。

第二步：修改logger日志的级别

logger -c 18b4aac2 --name ROOT --level debug

修改完日志级别以后，输出日志为debug级别。

8. 查询jvm信息，并修改----当发生内存溢出时，可以手动设置打印堆日志到文件

通常查询jvm参数，使用的是Java自带的工具[jinfo 进程号]。arthas中通过vmoption获取jvm参数：

假设，我们要设置JVM出现OutOfMemoryError的时候，自动dump堆快照

vmoption  HeapDumpOnOutOfMemoryError true

这时，如果发生堆内存溢出，会打印日志到文件

9. 监控函数耗时

trace 待监控方法的全类名  待监控的方法名

trace com.lxl.jvm.DeadLockTest generatorUser

通过圈起来的部分可以看到，接口的入口函数time总耗时371ms
其中getDataFromDb函数耗时200ms
getDataFromRedis函数耗时100ms
getDataFromOuter函数耗时50ms
process函数耗时20ms

很明显，最慢的函数已经找到了，接下里就要去对代码进行进一步分析，然后再进行优化

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5. 老年代垃圾回收统计

6. 老年代内存统计

7. 元数据空间统计

8.整体运行情况

二、Arthas线上分析工具的使用

1、Arthas的安装及启动

1) 安装

2) 启动

2、dashboard仪表盘--查询整体项目运行情况

1）线程信息

2）内存信息

堆空间信息

非堆空间信息

GC垃圾收集信息

3） 运行时信息

3.thread命令查询CPU使用率最高的线程及问题原因

1. 统计cpu使用率最高的n个线程

参数说明

2、查询出当前被阻塞的线程

3、指定采样的时间间隔

4.反编译线上代码----这个功能很牛，改完发版了，怎么没生效，反编译看看。

6. ognl 动态执行线上的代码

1）获取静态函数

> 返回值是字符串

> 返回值是对象

* 案例1：返回对象的地址。不加 -x 或者是-x 1

* 案例2：返回对象中具体参数的值。加 -x 2

* 案例3：返回对象中有其他对象

* 案例4：方法A的返回值当做方法B的入参

> 方法入参是简单类型的列表

> 方法入参是一个map对象

2）获取静态字段

3） 获取实例对象

7. 线上代码修改

第一步：读取.class文件

第二步：使用jad命令将.class文件反编译为.java文件才行

第三步：修改java文件

第四步：使用mc命令将.java文件编译成.class文件

第五步：使用redefine命令，将.class文件重新加载进JVM

注意事项

第六步：检验效果

8、实时修改生产环境的日志级别

第一步：使用logger命令查看日志级别

第二步：修改logger日志的级别

8. 查询jvm信息，并修改----当发生内存溢出时，可以手动设置打印堆日志到文件

9. 监控函数耗时

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