1、JDK命令行工具

1.1、jps命令

jps用于列出Java的進程，jps可以增加參數，-m用于輸出傳遞給Java進程的參數，-l用于輸出主函數的完整路徑，-v可以用于顯示傳遞給jvm的參數。

jps -l -m -v
31427 sun.tools.jps.Jps -l -m -v -Dapplication.home=/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.7.0_55.jdk/Contents/Home -Xms8m

1.2、jstat命令

jstat是一個可以用于觀察Java應用程序運行時信息的工具，它的功能非常強大，可以通過它查看堆信息的詳細情況，它的基本使用方法為：

jstat -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval> [<count>]] 

選項option可以由以下值組成：

jstat -class pid:顯示加載class的數量，及所占空間等信息。  

jstat -compiler pid:顯示VM實時編譯的數量等信息。

jstat -gc pid:可以顯示gc的信息，查看gc的次數，及時間。其中最后五項，分別是young gc的次數，young gc的時間，full gc的次數，full gc的時間，gc的總時間。

jstat -gccapacity:可以顯示，VM內存中三代（young,old,perm）對象的使用和占用大小，如：PGCMN顯示的是最小perm的內存使用量，PGCMX顯示的是perm的內存最大使用量，PGC是當前新生成的perm內存占用量，PC是但前perm內存占用量。其他的可以根據這個類推， OC是old內純的占用量。

jstat -gcnew pid:new對象的信息。

jstat -gcnewcapacity pid:new對象的信息及其占用量。

jstat -gcold pid:old對象的信息。

jstat -gcoldcapacity pid:old對象的信息及其占用量。

jstat -gcpermcapacity pid: perm對象的信息及其占用量。

jstat -gcutil pid:統計gc信息統計。

jstat -printcompilation pid:當前VM執(zhí)行的信息。

除了以上一個參數外，還可以同時加上 兩個數字，如：jstat -printcompilation 3024 250 6是每250毫秒打印一次，一共打印6次。

這些參數中最常用的參數是gcutil，下面是該參數的輸出介紹以及一個簡單例子：

S0  — Heap上的 Survivor space 0 區(qū)已使用空間的百分比  

S1 — Heap上的 Survivor space 1 區(qū)已使用空間的百分比

E — Heap上的 Eden space 區(qū)已使用空間的百分比

O — Heap上的 Old space 區(qū)已使用空間的百分比

P — Perm space 區(qū)已使用空間的百分比

YGC — 從應用程序啟動到采樣時發(fā)生 Young GC 的次數

YGCT– 從應用程序啟動到采樣時 Young GC 所用的時間(單位秒)

FGC — 從應用程序啟動到采樣時發(fā)生 Full GC 的次數

FGCT– 從應用程序啟動到采樣時 Full GC 所用的時間(單位秒)

GCT — 從應用程序啟動到采樣時用于垃圾回收的總時間(單位秒)

實例使用1：

[root@localhost bin]# jstat -gcutil 25444

S0 S1 E O P YGC YGCT FGC FGCT GCT

11.63 0.00 56.46 66.92 98.49 162 0.248 6 0.331 0.579

1.3、jinfo命令

jinfo可以用來查看正在運行的Java應用程序的擴展參數，甚至在運行時修改部分參數，它的基本語法為：

jinfo <option> <pid>

jinfo可以查看運行時參數：

jinfo -flag MaxTenuringThreshold 31518
-XX:MaxTenuringThreshold=15

jinfo還可以在運行時修改參數值：

> jinfo -flag PrintGCDetails 31518
-XX:-PrintGCDetails

> jinfo -flag +PrintGCDetails 31518

> jinfo -flag PrintGCDetails 31518

-XX:+PrintGCDetails

1.4、jmap命令

jmap命令主要用于生成堆快照文件，它的使用方法如下：

> jmap -dump:format=b,file=heap.hprof 31531
Dumping heap to /Users/caojie/heap.hprof ...

Heap dump file created

獲得堆快照文件之后，我們可以使用多種工具對文件進行分析，例如jhat，visual vm等。

1.5、jhat命令

使用jhat工具可以分析Java應用程序的堆快照文件，使用命令如下：

> jhat heap.hprof 
Reading from heap.hprof...

Dump file created Tue Nov 11 06:02:05 CST 2014

Snapshot read, resolving...

Resolving 8781 objects...

Chasing references, expect 1 dots.

Eliminating duplicate references.

Snapshot resolved.

Started HTTP server on port 7000

Server is ready.

jhat在分析完成之后，使用HTTP服務器展示其分析結果，在瀏覽器中訪問http://127.0.0.1:7000/即可得到分析結果。

1.6、jstack命令

jstack可用于導出Java應用程序的線程堆棧信息，語法為：

jstack -l <pid>

jstack可以檢測死鎖，下例通過一個簡單例子演示jstack檢測死鎖的功能。java代碼如下：

package com.huihui.test;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class DeadLock extends Thread {
    protected Object myDirect;
    static ReentrantLock south = new ReentrantLock();
    static ReentrantLock north = new ReentrantLock();

    public DeadLock(Object obj) {
        this.myDirect = obj;
        if (myDirect == south) {
            this.setName("south");
        }
        if (myDirect == north) {
            this.setName("north");
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        if (myDirect == south) {
            try {
                north.lockInterruptibly();
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                south.lockInterruptibly();
                System.out.println("car to south has passed");
            } catch (InterruptedException e1) {
                System.out.println("car to south is killed");
            } finally {
                if (north.isHeldByCurrentThread())
                    north.unlock();
                if (south.isHeldByCurrentThread())
                    south.unlock();
            }
        }

        if (myDirect == north) {
            try {
                south.lockInterruptibly();
                try {
                    Thread.sleep(500);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                north.lockInterruptibly();
                System.out.println("car to north has passed");
            } catch (InterruptedException e1) {
                System.out.println("car to north is killed");
            } finally {
                if (north.isHeldByCurrentThread())
                    north.unlock();
                if (south.isHeldByCurrentThread())
                    south.unlock();
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        DeadLock car2south = new DeadLock(south);
        DeadLock car2north = new DeadLock(north);
        car2south.start();
        car2north.start();
        Thread.sleep(1000);
    }

}

使用jps命令查看進程號為32627，然后使用jstack -l 32637 > a.txt命令把堆棧信息打印到文件中，該文件內容如下：

2016-09-18 22:26:12
Full thread dump Java HotSpot(TM) Client VM (25.101-b13 mixed mode, sharing):

"DestroyJavaVM" #10 prio=5 os_prio=0 tid=0x156e6800 nid=0x2648 waiting on condition [0x00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

   Locked ownable synchronizers:
    - None


"north" #9 prio=5 os_prio=0 tid=0x156e8800 nid=0x21cc waiting on condition [0x15a5f000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
    at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
    - parking to wait for  <0x04aad4b0> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync)
    at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:175)
    at
    java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.parkAndCheckInterrupt(AbstractQueuedSynchronizer.java:836)
    at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.doAcquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:897)
    at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:1222)
    at java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.lockInterruptibly(ReentrantLock.java:335)
    at com.huihui.test.DeadLock.run(DeadLock.java:50)

   Locked ownable synchronizers:
    - <0x04aad488> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync)

"south" #8 prio=5 os_prio=0 tid=0x156e8000 nid=0x19e4 waiting on condition [0x159cf000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
    at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
    - parking to wait for  <0x04aad488> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync)
    at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:175)
    at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.parkAndCheckInterrupt(AbstractQueuedSynchronizer.java:836)
    at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.doAcquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:897)
    at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:1222)
    at java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.lockInterruptibly(ReentrantLock.java:335)
    at com.huihui.test.DeadLock.run(DeadLock.java:30)

   Locked ownable synchronizers:
    - <0x04aad4b0> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync)

"Service Thread" #7 daemon prio=9 os_prio=0 tid=0x00f49400 nid=0xfe8 runnable [0x00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

   Locked ownable synchronizers:
    - None

"C1 CompilerThread0" #6 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x00f3f000 nid=0x1314 waiting on condition [0x00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

   Locked ownable synchronizers:
    - None

"Attach Listener" #5 daemon prio=5 os_prio=2 tid=0x00f3d400 nid=0x2d94 waiting on condition [0x00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

   Locked ownable synchronizers:
    - None

"Signal Dispatcher" #4 daemon prio=9 os_prio=2 tid=0x00f2c800 nid=0x2d20 runnable [0x00000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

   Locked ownable synchronizers:
    - None

"Finalizer" #3 daemon prio=8 os_prio=1 tid=0x00f23c00 nid=0xd3c in Object.wait() [0x0497f000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
    at java.lang.Object.wait(Native Method)
    - waiting on <0x04a08980> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
    at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:143)
    - locked <0x04a08980> (a java.lang.ref.ReferenceQueue$Lock)
    at java.lang.ref.ReferenceQueue.remove(ReferenceQueue.java:164)
    at java.lang.ref.Finalizer$FinalizerThread.run(Finalizer.java:209)

   Locked ownable synchronizers:
    - None

"Reference Handler" #2 daemon prio=10 os_prio=2 tid=0x00ec6c00 nid=0x3a00 in Object.wait() [0x048ef000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor)
    at java.lang.Object.wait(Native Method)
    - waiting on <0x04a06a70> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
    at java.lang.Object.wait(Object.java:502)
    at java.lang.ref.Reference.tryHandlePending(Reference.java:191)
    - locked <0x04a06a70> (a java.lang.ref.Reference$Lock)
    at java.lang.ref.Reference$ReferenceHandler.run(Reference.java:153)

   Locked ownable synchronizers:
    - None

"VM Thread" os_prio=2 tid=0x00ec2800 nid=0x2414 runnable 

"VM Periodic Task Thread" os_prio=2 tid=0x156e0400 nid=0x28d4 waiting on condition 

JNI global references: 6


Found one Java-level deadlock:
=============================
"north":
  waiting for ownable synchronizer 0x04aad4b0, (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync),
  which is held by "south"
"south":
  waiting for ownable synchronizer 0x04aad488, (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync),
  which is held by "north"

Java stack information for the threads listed above:
===================================================
"north":
    at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
    - parking to wait for  <0x04aad4b0> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync)
    at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:175)
    at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.parkAndCheckInterrupt(AbstractQueuedSynchronizer.java:836)
    at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.doAcquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:897)
    at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:1222)
    at java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.lockInterruptibly(ReentrantLock.java:335)
    at com.huihui.test.DeadLock.run(DeadLock.java:50)
"south":
    at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
    - parking to wait for  <0x04aad488> (a java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync)
    at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:175)
    at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.parkAndCheckInterrupt(AbstractQueuedSynchronizer.java:836)
    at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.doAcquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:897)
    at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer.acquireInterruptibly(AbstractQueuedSynchronizer.java:1222)
    at java.util.concurrent.locks.ReentrantLock.lockInterruptibly(ReentrantLock.java:335)
    at com.huihui.test.DeadLock.run(DeadLock.java:30)

Found 1 deadlock.

從這個輸出可以知道：

1、在輸出的最后一段，有明確的"Found one Java-level deadlock"輸出，所以通過jstack命令我們可以檢測死鎖；
2、輸出中包含了所有線程，除了我們的north,sorth線程外，還有"Attach Listener", "C2 CompilerThread0", "C2 CompilerThread1"等等；
3、每個線程下面都會輸出當前狀態(tài)，以及這個線程當前持有鎖以及等待鎖，當持有與等待造成循環(huán)等待時，將導致死鎖。

1.7、jstatd命令

jstatd命令是一個RMI服務器程序，它的作用相當于代理服務器，建立本地計算機與遠程監(jiān)控工具的通信，jstatd服務器能夠將本機的Java應用程序信息傳遞到遠程計算機，由于需要多臺計算機做演示，此處略。

1.8、hprof工具

hprof工具可以用于監(jiān)控Java應用程序在運行時的CPU信息和堆信息，關于hprof的官方文檔如下:https://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/samples/hprof.html

2、Visual VM工具

Visual VM是一個功能強大的多合一故障診斷和性能監(jiān)控的可視化工具，它集成了多種性能統計工具的功能，使用Visual VM可以替代jstat、jmap、jhat、jstack等工具。在命令行輸入jvisualvm即可啟動visualvm。
打開Visual VM之后，左邊導航欄會顯示出當前機器所有Java進程：

點擊你想監(jiān)控的程序即可對該程序進行監(jiān)控，Visual VM的性能監(jiān)控頁一共有以下幾個tab頁：

概述頁會顯示程序的基本使用情況，比如，進程ID，系統屬性，啟動參數等。

通過監(jiān)視頁面，可以監(jiān)視應用程序的CPU、堆、永久區(qū)、類加載器和線程數的整體情況，通過頁面上的Perform GC和Heap Dump按鈕還可以手動執(zhí)行Full GC和生成堆快照。

線程頁面會提供詳細的線程信息，單擊Thread Dump按鈕可以導出當前所有線程的堆棧信息，如果Visual VM在當前線程中找到死鎖，則會以十分顯眼的方式在Threads頁面給予提示。

抽樣器可以對CPU和內存兩個性能進行抽樣，用于實時地監(jiān)控程序。CPU采樣器可以將CPU占用時間定位到方法，內存采樣器可以查看當前程序的堆信息。下面是一個頻繁調用的Java程序，我們會對改程序進行采樣：

package com.huihui.test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class MethodTime {
    static java.util.Random r = new java.util.Random();
    static Map<String, String> map = null;
    static {
        map = new HashMap<String, String>();
        map.put("1", "Java");
        map.put("2", "C++");
        map.put("3", "Delphi");
        map.put("4", "C");
        map.put("5", "Phython");
    }

    public String getNameById(String id) {
        try {
            Thread.sleep(1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return map.get(id);
    }

    public List<String> getNamesByIds(String ids) {
        List<String> re = new ArrayList<String>();
        String[] strs = ids.split(",");
        for (String id : strs) {
            re.add(getNameById(id));
        }
        return re;
    }

    public List<String> getNamesByIdsBad(String ids) {
        List<String> re = new ArrayList<String>();
        String[] strs = ids.split(",");
        for (String id : strs) {
            // A bad code
            getNameById(id);
            re.add(getNameById(id));
        }
        return re;
    }

    public class NamesByIdsThread implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            try {
                while (true) {
                    int c = r.nextInt(4);
                    String ids = "";
                    for (int i = 0; i < c; i++)
                        ids = Integer.toString((r.nextInt(4) + 1)) + ",";
                    getNamesByIds(ids);
                }
            } catch (Exception e) {
            }
        }
    }

    public class NamesByIdsBadThread implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            try {
                while (true) {
                    int c = r.nextInt(4);
                    String ids = "";
                    for (int i = 0; i < c; i++)
                        ids = Integer.toString((r.nextInt(4) + 1)) + ",";
                    getNamesByIdsBad(ids);
                }
            } catch (Exception e) {
            }
        }
    }

    public static void main(String args[]) {
        MethodTime instance = new MethodTime();
        new Thread(instance.new NamesByIdsThread()).start();
        new Thread(instance.new NamesByIdsBadThread()).start();
    }
}

通過Visual VM的采樣功能，可以找到改程序中占用CPU時間最長的方法：

默認Visual VM不統計內置對象的函數調用，比如java.*包中的類，如果要統計這些內置對象，單機右上角的設置進行調配。Visual VM雖然可以統計方法的調用時間，但是無法給出方法調用堆棧，Jprofile不僅可以給出方法調用時間，還可以給出方法調用堆棧，較Visual VM更強大。

右擊左導航的應用程序，會出現以下菜單：

單機應用程序快照，可以分析當前應用程序的快照，單擊堆Dump能夠對當前的堆信息進行分析。Visual VM的更多使用方法，可以查看Oracle的官方文檔https://docs.oracle.com/javase/7/docs/technotes/guides/visualvm/index.html

BTrace插件

BTrace是一款功能強大的性能檢測工具，它可以在不停機的情況下，通過字節(jié)碼注入，動態(tài)監(jiān)控系統的運行情況，它可以跟蹤指定的方法調用、構造函數調用和系統內存等信息，本部分打算舉一個例子，講解一下BTrace的使用。要在Visual VM中使用Btrace，首先需要安裝Btrace插件，點擊工具->插件即可在線安裝，安裝后右鍵應用程序，就會出現如下選項：

點擊Trace application，即可進入BTrace插件界面。使用BTrace可以監(jiān)控指定函數的耗時，以下腳本通過正則表達式，監(jiān)控所有類的getNameById方法：

package com.huihui.test;

import com.sun.btrace.annotations.*;
import static com.sun.btrace.BTraceUtils.*;

@BTrace
public class TracingScript {
    @TLS
    private static long startTime = 0;

    @OnMethod(clazz = "/.+/", method = "/getNameById/") // 監(jiān)控任意類的getNameById方法

    public static void startMethod() {
        startTime = timeMillis();
    }

    @OnMethod(clazz = "/.+/", method = "/getNameById/", location = @Location(Kind.RETURN)) // 方法返回時觸發(fā)

    public static void endMethod() {
        print(strcat(strcat(name(probeClass()), "."), probeMethod()));
        print(" [");
        print(strcat("Time taken : ", str(timeMillis() - startTime)));
        println("]");
    }
}

點擊運行，部分輸出如下：

MethodTime.getNameById [Time taken : 5]
MethodTime.getNameById [Time taken : 4]
MethodTime.getNameById [Time taken : 7]
MethodTime.getNameById [Time taken : 7]

BTrace除了可以監(jiān)控函數耗時外，還可以指定程序運行到某一行代碼觸發(fā)某一行為，定時觸發(fā)行為，監(jiān)控函數參數等等。

3、MAT內存分析工具

MAT是一款功能強大的Java堆內存分析器，可以用于查找內存泄露以及查看內存消耗情況，MAT的官方文檔如下：http://help.eclipse.org/luna/index.jsp?topic=/org.eclipse.mat.ui.help/welcome.html。
在MAT中有淺堆和深堆的概念，淺堆是指一個對象結構所占用的內存大小，深堆是指一個對象被GC回收后可以真正釋放的內存大小。
通過MAT，可以列出所有垃圾回收的根對象，Java系統的根對象可能是以下類：系統類，線程，Java局部變量，本地棧等等。在MAT中還可以很清楚的看到根對象到當前對象的引用關系鏈。
MAT還可以自動檢測內存泄露，單擊菜單上的Leak Suspects命令，MAT會自動生成一份報告，這份報告羅列了系統內可能存在內存泄露的問題點。
在MAT中，還可以自動查找并顯示消耗內存最多的幾個對象，這些消耗大量內存的大對象往往是解決系統性能問題的關鍵所在。
具體例子，略，網速太慢，至今還未下好。。