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启动项目 ​

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测试接口 ​

下面是接口方法，模拟了一个CPU密集型的任务。

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192.168.101.101:8080/cpu/false

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执行了CPU密集型的任务后，CPU瞬间拉满了。

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访问接口，停止任务。

192.168.101.101:8080/cpu/true

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任务停止后，CPU恢复。

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监控JVM ​

在CPU爆满期间，我们监控一下JVM的状态。

使用top命令查看 ​

top命令可以显示当前系统中运行的进程的实时信息。top命令是一个性能监视工具，用于显示系统的实时进程统计信息，包括CPU使用率、内存使用情况、运行时间等。

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下面是对每一列的解释：

  • PID：进程ID，这是系统中每个进程的唯一标识符。
  • USER：运行该进程的用户。
  • PR：进程的优先级（Nice值），数值越低，优先级越高。
  • NI：Nice值，用于调整进程的优先级。
  • VIRT：进程使用的虚拟内存大小，单位是KB。
  • RES：进程使用的常驻内存大小，即进程占用的物理内存，单位是KB。
  • SHR：进程使用的共享内存大小，单位是KB。
  • S：进程的状态，其中"S"表示睡眠状态，"R"表示运行状态，"Z"表示僵死状态等。
  • %CPU：进程占用的CPU百分比。
  • %MEM：进程占用的内存百分比。
  • TIME+：进程运行的时间，单位是分钟和秒。
  • COMMAND：启动进程的命令。

通过top命令，可以看到一个Java进程（PID 3456）目前占用了256.8%的CPU和19.7%的内存，并且已经运行了6分钟16秒。

jps查看java进程 ​

jps（Java Process Status）是一个Java自带的命令行工具，用于列出正在运行的Java进程及其详细信息。它通常与JDK（Java Development Kit）一起安装，用于Java应用程序的管理和监控。

基本用法 ​

jps 的基本用法非常简单，只需要在命令行中输入 jps 并按回车键即可。默认情况下，它会列出所有的Java进程，包括Java虚拟机（JVM）进程和运行中的Java应用程序。

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可以看到当前系统中有两个Java进程正在运行：

  1. 第一个进程的进程ID是3456，它对应的应用是jvm-better.jar。
  2. 第二个进程的进程ID是62596，它对应的应用是Jps。这实际上是jps命令自身的进程。当我们运行jps命令时，它会在当前环境中启动一个Java进程来收集和显示其他Java进程的信息，因此会在jps的输出中看到它自己的进程。

jinfo查看JVM参数配置 ​

jinfo 是一个命令行工具，它用于查看和修改运行中的Java虚拟机（JVM）的配置参数。这个工具是jinfo命令的缩写，全称是"Java Information"，它是jvm-tools的一部分，jvm-tools是一套用于监控和管理Java虚拟机的工具集。

jinfo 3456

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通过jinfo得到了一下信息：

Java环境基本信息 ​

  • Java版本:
    • java.specification.version: 17
    • java.version: 17
    • java.version.date: 2021-09-14
    • java.runtime.version: 17+35-2724
  • JVM供应商:
    • java.vm.vendor: Oracle Corporation
    • java.vendor: Oracle Corporation
  • JVM名称:
    • java.vm.name: OpenJDK 64-Bit Server VM
  • 操作系统:
    • os.name: Linux
    • os.version: 3.10.0-957.el7.x86_64
    • os.arch: amd64
  • 用户信息:
    • user.name: root
    • user.home: /root
    • user.language: zh
    • user.country: CN
    • user.timezone: Asia/Shanghai

Java运行时配置 ​

  • Java类路径:
    • java.class.path: jvm-better.jar
  • Java库路径:
    • java.library.path: /usr/java/packages/lib:/usr/lib64:/lib64:/lib:/usr/lib
  • Java安装目录:
    • java.home: /usr/local/jdk-17
  • 启动器类型:
    • sun.java.launcher: SUN_STANDARD
  • 文件编码:
    • file.encoding: UTF-8
    • sun.jnu.encoding: UTF-8
    • native.encoding: UTF-8
  • 临时文件目录:
    • java.io.tmpdir: /tmp
  • 日志相关:
    • LOG_PATH: /
    • LOG_FILE: JVM-better.log
    • CONSOLE_LOG_CHARSET: UTF-8
    • FILE_LOG_CHARSET: UTF-8
    • LOGGED_APPLICATION_NAME: [JVM-better]

JVM特定配置 ​

  • JVM参数:
    • sun.boot.library.path: /usr/local/jdk-17/lib
    • sun.java.command: jvm-better.jar
    • jdk.debug: release
    • sun.cpu.endian: little
    • java.vm.compressedOopsMode: 32-bit
    • java.awt.headless: true
    • java.protocol.handler.pkgs: org.springframework.boot.loader.net.protocol
    • sun.management.compiler: HotSpot 64-Bit Tiered Compilers
    • catalina.useNaming: false
    • catalina.home: /tmp/tomcat.8080.11096328371303728266
    • catalina.base: /tmp/tomcat.8080.11096328371303728266
    • PID: 3456
    • java.vm.info: mixed mode, sharing
    • sun.io.unicode.encoding: UnicodeLittle
    • java.class.version: 61.0

JVM性能和内存管理相关 ​

  • VM Flags:
    • -XX:CICompilerCount=3
    • -XX:ConcGCThreads=1
    • -XX:G1ConcRefinementThreads=4
    • -XX:G1EagerReclaimRemSetThreshold=8
    • -XX:G1HeapRegionSize=1048576
    • -XX:GCDrainStackTargetSize=64
    • -XX:InitialHeapSize=62914560
    • -XX:MarkStackSize=4194304
    • -XX:MaxHeapSize=989855744
    • -XX:MaxNewSize=593494016
    • -XX:MinHeapDeltaBytes=1048576
    • -XX:MinHeapSize=8388608
    • -XX:NonNMethodCodeHeapSize=5832780
    • -XX:NonProfiledCodeHeapSize=122912730
    • -XX:ProfiledCodeHeapSize=122912730
    • -XX:ReservedCodeCacheSize=251658240
    • -XX:+SegmentedCodeCache
    • -XX:SoftMaxHeapSize=989855744
    • -XX:+UseCompressedClassPointers
    • -XX:+UseCompressedOops
    • -XX:+UseG1GC

JVM性能和内存管理相关 ​

  • 垃圾回收器设置:
    • -XX:+UseG1GC: 使用G1垃圾回收器，这是一种面向服务器的垃圾回收器，适用于具有大内存需求的应用程序。
    • -XX:G1HeapRegionSize=1048576: 设置G1垃圾回收器的堆区域大小为1MB。
    • -XX:InitialHeapSize=62914560: 初始化堆大小设置为60MB。
    • -XX:MaxHeapSize=989855744: 最大堆大小设置为940MB。
    • -XX:MaxNewSize=593494016: 新生代的最大大小设置为560MB。
    • -XX:ConcGCThreads=1: 并发垃圾收集的线程数设置为1。

Java应用程序启动参数 ​

  • VM Arguments:
    • java_command: jvm-better.jar，这是启动Java应用程序的命令。
    • java_class_path (initial): jvm-better.jar，这是应用程序的初始类路径。

Tomcat相关配置 ​

  • Tomcat主目录:
    • catalina.home: /tmp/tomcat.8080.11096328371303728266，这是Tomcat实例的主目录。
    • catalina.base: /tmp/tomcat.8080.11096328371303728266，这是Tomcat实例的基目录。

其他重要信息 ​

  • 编码和国际化:
    • sun.jnu.encoding: UTF-8，这影响JVM处理文件时的编码方式。
    • file.encoding: UTF-8，这是文件的默认编码。
    • user.language 和 user.country: zh-CN，这表示用户的语言和地区设置。
    • user.timezone: Asia/Shanghai，这是用户的时区设置。
  • JVM特性:
    • java.vm.info: mixed mode, sharing，这表示JVM以混合模式运行，并且支持代码共享。
  • 调试和性能监控:
    • sun.management.compiler: HotSpot 64-Bit Tiered Compilers，这是JVM使用的编译器。
    • jdk.debug: release，这表示JVM以发行版模式运行，而不是调试模式。

jstat 查看java进程内存分配 ​

jstat（Java Virtual Machine Statistics Monitoring Tool）是一个命令行工具，用于监控运行中的Java虚拟机（JVM）的各种统计信息。这个工具是jvm-tools的一部分，可以用来监控JVM的垃圾回收（GC）、类加载、编译以及内存使用情况。 jstat命令的基本格式是：

shell
jstat [options] <pid> [interval] [count]

其中：

  • options：表示要监控的统计信息类型，例如gc、class、compiler等。
  • pid：Java进程的进程ID，通常是应用程序启动时生成的。
  • interval：监控间隔，表示在两次监控之间的时间间隔（毫秒）。
  • count：监控次数，表示执行多少次监控操作。

常用选项： ​

  1. -gc：监控垃圾回收统计信息。
  2. -class：监控类加载和卸载统计信息。
  3. -compiler：监控JIT编译统计信息。
  4. -printcompilation：监控编译操作统计信息。
  5. -gccause：监控垃圾回收原因统计信息。
jstat -gc 3456

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下面是jstat -gc 3456得到的结果分析：

  • S0C (Survivor 0 Capacity): Survivor 0区的总容量，这里是0.0KB，可能表示Survivor 0区当前为空。
  • S1C (Survivor 1 Capacity): Survivor 1区的总容量，这里是1024.0KB。
  • S0U (Survivor 0 Used): Survivor 0区的已使用容量，这里是0.0KB。
  • S1U (Survivor 1 Used): Survivor 1区的已使用容量，这里是4.0KB。
  • EC (Eden Capacity): Eden区的总容量，这里是579584.0KB。
  • EU (Eden Used): Eden区的已使用容量，这里是0.0KB，表示Eden区当前没有正在使用的内存。
  • OC (Old Capacity): Old区的总容量，这里是342016.0KB。
  • OU (Old Used): Old区的已使用容量，这里是171003.2KB。
  • MC (Metaspace Capacity): 元数据空间的总容量，这里是31744.0KB。
  • MU (Metaspace Used): 元数据空间的已使用容量，这里是31253.9KB。
  • CCSC (Compressed Class Space Capacity): 压缩类空间的总容量，这里是4160.0KB。
  • CCSU (Compressed Class Space Used): 压缩类空间的已使用容量，这里是3945.4KB。
  • YGC (Young Generation GC Count): 新生代垃圾回收次数，这里是4274次。
  • YGCT (Young Generation GC Time): 新生代垃圾回收消耗的时间，这里是7.677秒。
  • FGC (Full GC Count): 完整垃圾回收（包括老年代和永久代或元空间）次数，这里是0次。
  • FGCT (Full GC Time): 完整垃圾回收消耗的时间，这里是0.000秒。
  • CGC (Concurrent GC Count): 并发垃圾回收次数，这里是2次。
  • CGCT (Concurrent GC Time): 并发垃圾回收消耗的时间，这里是0.004秒。
  • GCT (GC Total Time): 垃圾回收总时间，这里是7.681秒。

从这个输出中，我们可以看到Old区使用了大约50%的内存，而Eden区当前没有使用内存。同时，新生代垃圾回收发生了4274次，消耗了7.677秒，但没有发生完整垃圾回收。元数据空间使用了大约98%的容量。

jstack 打印线程的调用栈 ​

jstack（Java Stack Trace for Process ID）是一个命令行工具，用于生成给定Java进程ID或核心文件的Java线程堆栈跟踪。这个工具是jvm-tools的一部分，可以用来查看Java虚拟机（JVM）中线程的调用栈，这对于调试多线程应用程序非常有用。

jstack命令的基本格式是：

shell
jstack [options] <pid> [threadId]

其中：

  • options：表示要执行的操作，例如-F强制打印堆栈信息，即使Java进程没有响应。
  • pid：Java进程的进程ID，通常是应用程序启动时生成的。
  • threadId：Java线程ID，可选参数，如果不指定，则打印所有线程的堆栈信息。

常用选项： ​

  1. -F：强制打印堆栈信息，即使Java进程没有响应。
  2. -h：设置线程堆栈的格式。
  3. -help：显示帮助信息。
jstack 3456

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这两段线程转储信息展示了两个不同的线程在Java应用程序中的状态。这些线程是作为Tomcat的HTTP请求处理线程池的一部分。

线程 "http-nio-8080-exec-3" (ID 23) ​

  • 状态：WAITING (parking)
  • 等待条件：线程正在等待一个条件，这个条件是由AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject表示的。
  • 线程栈：
    • 线程在Unsafe.park方法中等待，这是一个 native 方法，用于挂起当前线程。
    • LockSupport.park 方法是线程等待的起点。
    • AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await 方法表明线程正在等待一个条件变量。
    • LinkedBlockingQueue.take 方法说明线程正在尝试从一个阻塞队列中获取一个元素，但没有可用的元素，因此线程进入等待状态。
    • ThreadPoolExecutor.getTask 方法表明线程是Tomcat线程池中的一个工作线程，正在等待任务。
    • ThreadPoolExecutor.runWorker 和 ThreadPoolExecutor$Worker.run 方法是线程池执行任务的起点。

线程 "http-nio-8080-exec-4" (ID 24) ​

  • 状态：WAITING (parking)
  • 等待条件：与线程 "http-nio-8080-exec-3" 相同，线程正在等待一个条件。
  • 线程栈： 线程栈信息与线程 "http-nio-8080-exec-3" 基本相同，表明这个线程也是Tomcat线程池中的工作线程，并且处于等待任务的状态。

分析总结 ​

这两个线程都是Tomcat的HTTP请求处理线程池中的工作线程。它们当前处于等待状态，因为它们试图从一个空的阻塞队列中获取任务，但没有可用的任务。这通常发生在系统负载较低时，没有新的HTTP请求需要处理。当新的请求到达时，这些线程将被唤醒并开始处理请求。

这种状态是正常的，表明线程池中的线程在空闲等待工作。如果系统负载增加，这些线程将被用来处理新的请求。如果线程池中的线程长时间处于等待状态，可能需要调整线程池的大小以优化资源使用。

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这段线程转储信息展示了Java应用程序中的一个线程"pool-2-thread-6"（ID 39）的当前状态。下面是对这个线程状态的分析：

线程 "pool-2-thread-6" (ID 39) ​

  • 状态：RUNNABLE
  • CPU时间：线程已经消耗了大约507秒的CPU时间。
  • 线程栈：
    • 线程当前在com.cengxuyuan.jvmbetter.controller.PlayController类的lambda$burnCPU$3方法中执行，这是一个Lambda表达式，用于执行一个CPU密集型的任务。
    • Executors$RunnableAdapter.call 方法表明这个任务被包装成一个Runnable适配器，这通常发生在使用ExecutorService执行Callable任务时。
    • FutureTask.run 方法是执行任务的主体，FutureTask是一个可取消的异步计算任务。
    • ThreadPoolExecutor.runWorker 和 ThreadPoolExecutor$Worker.run 方法是线程池执行任务的起点。
    • Thread.run 方法是所有线程执行的最终入口点。

分析总结 ​

这个线程是应用程序中一个线程池的一部分，目前正在执行一个CPU密集型的任务。由于线程状态为RUNNABLE，这意味着线程当前正在使用CPU，并且没有等待任何资源或条件。线程已经消耗了大量的CPU时间，这表明它可能在进行一些计算密集型的工作，比如循环计算或者其他需要大量CPU资源的操作。

top -H打印线程的CPU占用情况 ​

top -p 3456 -H
  • top：表示启动top命令。
  • -p：指定要监控的进程ID，3456是要监控的进程ID。
  • -H：表示以线程视图显示，这样可以查看每个进程中的线程及其资源使用情况。

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