Java命令：jmap — 打印指定進程的共享對象內存映射或堆內存細節

文章目錄

    • 一、前言
    • 二、命令介紹
    • 三、使用實例
      • 1、jmap -heap [pid]
      • 2、jmap -histo[:live] [pid]
      • 3、jmap -histo[:live] [pid] |grep "[關鍵字1]\|[關鍵字2]"
      • 4、jmap -dump:live,format=b,file=a.log [pid]
    • 四、總結

一、前言

jdk安裝后會自帶一些小工具，jmap命令(Java Memory Map)是其中之一。主要用于打印指定Java進程(或核心文件、遠程調試服務器)的共享對象內存映射或堆內存細節。

jmap 命令可以獲得運行中的jvm的堆的快照，從而可以離線分析堆，以檢查內存泄漏，檢查一些嚴重影響性能的大對象的創建，檢查系統中什么對象最多，各種對象所占內存的大小等等。可以使用jmap生成Heap Dump。

java memory = direct memory（直接內存） + jvm memory(MaxPermSize +Xmx)

1）直接內存跟堆

直接內存 則是一塊由程序本身管理的一塊內存空間，它的效率要比標準內存池要高，主要用于存放網絡通信時數據緩沖和磁盤數據交換時的數據緩沖。

DirectMemory 容量可以通過 -XX:MaxDirectMemorySize 指定，如果不指定，則默認為與Java堆的最大值（-Xmx指定）一樣。但是，在OSX上的最新版本的 JVM，對直接內存的默認大小進行修訂，改為“在不指定直接內存大小的時默認分配的直接內存大小為64MB”，可以通過 -XX:MaxMemorySize 來顯示指定直接內存的大小。

2）堆(Heap)和非堆(Non-heap)內存

按照官方的說法：“Java 虛擬機具有一個堆，堆是運行時數據區域，所有類實例和數組的內存均從此處分配。堆是在 Java 虛擬機啟動時創建的。”“在JVM中堆之外的內存稱為非堆內存(Non-heap memory)”。

可以看出JVM主要管理兩種類型的內存：堆和非堆。

  • 堆 就是Java代碼可及的內存，是留給開發人員使用的；
  • 非堆 就是JVM留給自己用的。

所以方法區、JVM內部處理或優化所需的內存(如JIT編譯后的代碼緩存)、每個類結構(如運行時常數池、字段和方法數據)以及方法和構造方法的代碼都在非堆內存中。

3）棧與堆

棧解決程序的運行問題，即程序如何執行，或者說如何處理數據；堆解決的是數據存儲的問題，即數據怎么放、放在哪兒。

在Java中一個線程就會相應有一個線程棧與之對應，這點很容易理解，因為不同的線程執行邏輯有所不同，因此需要一個獨立的線程棧。而堆則是所有線程共享的。棧因為是運行單位，因此里面存儲的信息都是跟當前線程（或程序）相關信息的。包括局部變量、程序運行狀態、方法返回值等等；而堆只負責存儲對象信息。

Java的堆是一個運行時數據區,類的(對象從中分配空間。這些對象通過new、newarray、anewarray和multianewarray等 指令建立，它們不需要程序代碼來顯式的釋放。堆是由垃圾回收來負責的，堆的優勢是可以動態地分配內存大小，生存期也不必事先告訴編譯器，因為它是在運行時 動態分配內存的，Java的垃圾收集器會自動收走這些不再使用的數據。但缺點是，由于要在運行時動態分配內存，存取速度較慢。 棧的優勢是，存取速度比堆要快，僅次于寄存器，棧數據可以共享。但缺點是，存在棧中的數據大小與生存期必須是確定的，缺乏靈活性。棧中主要存放一些基本類 型的變量（,int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和對象句柄。

線程占用大小在MaxPermSize中進行內存申請和分配。


二、命令介紹

Usage:jmap [option] <pid>(to connect to running process)jmap [option] <executable <core>(to connect to a core file)jmap [option] [server_id@]<remote server IP or hostname>(to connect to remote debug server)where <option> is one of:<none>               to print same info as Solaris pmap-heap                to print java heap summary-histo[:live]        to print histogram of java object heap; if the "live"suboption is specified, only count live objects-clstats             to print class loader statistics-finalizerinfo       to print information on objects awaiting finalization-dump:<dump-options> to dump java heap in hprof binary formatdump-options:live         dump only live objects; if not specified,all objects in the heap are dumped.format=b     binary formatfile=<file>  dump heap to <file>Example: jmap -dump:live,format=b,file=heap.bin <pid>-F                   force. Use with -dump:<dump-options> <pid> or -histoto force a heap dump or histogram when <pid> does notrespond. The "live" suboption is not supportedin this mode.-h | -help           to print this help message-J<flag>             to pass <flag> directly to the runtime system

注：

  • -heap：打印jvm heap的情況
  • -histo：打印jvm heap的直方圖。其輸出信息包括類名，對象數量，對象占用大小。
  • -histo:live ：同上，但是只答應存活對象的情況
  • -permstat：打印permanent generation heap情況

三、使用實例

1、jmap -heap [pid]

展示pid的整體堆信息。

首先啟動一個tomcat，然后使用如下命令獲取tomcat的進程ID。

ps -ef|grep tomcat

在這里插入圖片描述
然后執行：

jmap -heap 86038

輸出內容：

Attaching to process ID 86038, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.121-b13using thread-local object allocation.
Parallel GC with 4 thread(s)Heap Configuration:         # 堆內存初始化配置MinHeapFreeRatio         = 0                        # -XX:MinHeapFreeRatio設置JVM堆最小空閑比率  MaxHeapFreeRatio         = 100                      # -XX:MaxHeapFreeRatio設置JVM堆最大空閑比率  MaxHeapSize              = 2147483648 (2048.0MB)    # -XX:MaxHeapSize=設置JVM堆的最大大小NewSize                  = 44564480 (42.5MB)        # -XX:NewSize=設置JVM堆的‘新生代’的默認大小MaxNewSize               = 715653120 (682.5MB)      # -XX:MaxNewSize=設置JVM堆的‘新生代’的最大大小OldSize                  = 89653248 (85.5MB)        # -XX:OldSize=設置JVM堆的‘老生代’的大小NewRatio                 = 2                        # -XX:NewRatio=:‘新生代’和‘老生代’的大小比率SurvivorRatio            = 8                        # -XX:SurvivorRatio=設置年輕代中Eden區與Survivor區的大小比值MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB)   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)    MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB        G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB)Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space:           # Eden區內存分布capacity = 426770432 (407.0MB)used     = 79056192 (75.39385986328125MB)free     = 347714240 (331.60614013671875MB)18.524289892698096% used
From Space:           # 其中一個Survivor區的內存分布capacity = 30932992 (29.5MB)used     = 0 (0.0MB)free     = 30932992 (29.5MB)0.0% used
To Space:             # 另一個Survivor區的內存分布capacity = 31457280 (30.0MB)used     = 0 (0.0MB)free     = 31457280 (30.0MB)0.0% used
PS Old Generationcapacity = 72351744 (69.0MB)used     = 21741336 (20.734153747558594MB)free     = 50610408 (48.265846252441406MB)30.049498184867527% used16180 interned Strings occupying 2074344 bytes.

2、jmap -histo[:live] [pid]

展示class的內存情況。

jmap -histo 86038

執行結果：

 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------1:          7287       46167552  [I2:         78166       33933008  [B3:        221419       25746168  [C4:        116110        2786640  java.lang.String5:         11708         886224  [Ljava.lang.Object;6:         18869         603808  java.util.HashMap$Node7:         24275         582600  java.lang.StringBuilder8:          6464         568832  java.lang.reflect.Method9:          4715         541352  java.lang.Class10:          4847         418760  [S11:          1686         391288  [Ljava.util.HashMap$Node;...

注：

  • instances：實例數；
  • bytes：內存占用大小；
  • classs name：類名。

它基本是按照使用使用大小逆序排列的。

jmap -histo:live 86038

獲取所有生存的對象的內存情況。

注：

  • 該命令獲取的結果與jmap -histo [pid]獲取結果一致；
  • 執行jmap -histo:live [pid]時，JVM會先觸發gc，然后再統計信息。

從打印結果可看出，類名中存在[C、[B等內容，只知道它占用了那么大的內存，但不知道由什么對象創建的。下一步需要將其他dump出來，使用內存分析工具進一步明確它是由誰引用的、由什么對象。

另外可以執行如下命令將打印內容保存到文件中。

jmap -histo:live 86038>a.log

通過對多次打印內容的對比，可以對比出GC回收了哪些對象。


3、jmap -histo[:live] [pid] |grep “[關鍵字1]|[關鍵字2]”

展示指定關鍵字的類的內存情況。

jmap -histo:live 86038 | grep "java.util.\|java.lang."

執行結果：

 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------6:         18869         603808  java.util.HashMap$Node7:         24275         582600  java.lang.StringBuilder8:          6464         568832  java.lang.reflect.Method9:          4715         541352  java.lang.Class...

從執行結果看，打印出了類全路徑名稱中包含 java.util. 或 java.lang. 的所有類內存情況。

注：匹配多個關鍵字之間用 \| 隔開。


4、jmap -dump:live,format=b,file=a.log [pid]

內存信息dump到a.log文件中。

這個命令執行，JVM會將整個heap的信息dump寫入到一個文件，heap如果比較大的話，就會導致這個過程比較耗時，并且執行的過程中為了保證dump的信息是可靠的，所以會暫停應用。

該命令通常用來分析內存泄漏OOM，通常做法是：

1）首先配置JVM啟動參數，讓JVM在遇到OutOfMemoryError時自動生成Dump文件

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/path

2）然后使用命令

// 如果只dump heap中的存活對象，則加上選項-live。
jmap -dump:format=b,file=/path/heap.bin [pid]

四、總結

  • 1、如果程序內存不足或者頻繁GC，很有可能存在內存泄露情況，這時候就要借助Java堆Dump查看對象的情況。

  • 2、要制作堆Dump可以直接使用jvm自帶的jmap命令

  • 3、可以先使用jmap -heap命令查看堆的使用情況，看一下各個堆空間的占用情況。

  • 4、使用jmap -histo:[live]查看堆內存中的對象的情況。如果有大量對象在持續被引用，并沒有被釋放掉，那就產生了內存泄露，就要結合代碼，把不用的對象釋放掉。

  • 5、也可以使用 jmap -dump:format=b,file=命令將堆信息保存到一個文件中，再借助jhat命令查看詳細內容

  • 6、在內存出現泄露、溢出或者其它前提條件下，建議多dump幾次內存，把內存文件進行編號歸檔，便于后續內存整理分析。

  • 7、在用cms gc的情況下，執行jmap -heap有些時候會導致進程變T，因此強烈建議別執行這個命令，如果想獲取內存目前每個區域的使用狀況，可通過jstat -gc或jstat -gccapacity來拿到。

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