JDK命令行诊断工具

在Java应用的开发和运维过程中,性能问题、内存泄漏、线程死锁等故障时有发生。掌握JDK自带的命令行诊断工具,能够快速定位问题根源,是每个Java工程师必备的技能。

JVM诊断工具全景图

mermaid

graph TB
    A["JVM诊断工具体系"] --> B["命令行工具"]
    A --> C["可视化工具"]
    A --> D["第三方工具"]
    
    B --> B1["jps - 进程查看"]
    B --> B2["jstat - 统计监控"]
    B --> B3["jinfo - 配置查询"]
    B --> B4["jmap - 堆转储"]
    B --> B5["jstack - 线程分析"]
    
    C --> C1["JConsole"]
    C --> C2["VisualVM"]
    C --> C3["JMC"]
    
    D --> D1["MAT"]
    D --> D2["Arthas"]
    D --> D3["JProfiler"]
    
    style A fill:#5C6BC0,stroke:#3949AB,stroke-width:3px,color:#fff
    style B fill:#81C784,stroke:#388E3C,stroke-width:2px,color:#1B5E20
    style C fill:#64B5F6,stroke:#1976D2,stroke-width:2px,color:#0D47A1
    style D fill:#FFB74D,stroke:#F57C00,stroke-width:2px,color:#E65100

所有命令行工具都位于JDK安装目录的bin文件夹下,可直接在终端使用。

jps: Java进程状态查看

jps(Java Virtual Machine Process Status Tool)用于列出当前系统中所有运行的Java进程。

mermaid

flowchart LR
    A["执行jps命令"] --> B{"可选参数"}
    B -->|无参数| C["显示进程ID和主类名"]
    B -->|-l| D["显示完整类名/JAR路径"]
    B -->|-m| E["显示main方法参数"]
    B -->|-v| F["显示JVM启动参数"]
    
    style A fill:#CE93D8,stroke:#7B1FA2,stroke-width:2px,color:#4A148C
    style C fill:#81C784,stroke:#388E3C,stroke-width:2px,color:#1B5E20
    style D fill:#64B5F6,stroke:#1976D2,stroke-width:2px,color:#0D47A1
    style E fill:#FFB74D,stroke:#F57C00,stroke-width:2px,color:#E65100
    style F fill:#EF5350,stroke:#C62828,stroke-width:2px,color:#fff

基础使用示例

bash

# 查看所有Java进程
$ jps
8234 OrderService
9156 ProductService
9832 Jps
10456 PaymentService

# 显示完整类名
$ jps -l
8234 com.example.order.OrderServiceApplication
9156 com.example.product.ProductServiceApplication
9832 sun.tools.jps.Jps
10456 com.example.payment.PaymentServiceApplication

# 查看JVM启动参数
$ jps -v
8234 OrderService -Xms2g -Xmx2g -XX:+UseG1GC

# 查看传递给main方法的参数
$ jps -m
9156 ProductService --spring.profiles.active=prod --server.port=8081

# 组合使用
$ jps -lmv

jps参数说明

参数	说明	使用场景
无参	显示PID和主类简名	快速查看进程
-l	显示完整类名或JAR路径	区分同名应用
-m	显示main方法参数	查看启动配置
-v	显示JVM参数	查看内存配置
-q	只显示PID	脚本使用

jstat: 虚拟机统计监控

jstat(JVM Statistics Monitoring Tool)实时监控JVM运行状态,包括类加载、内存、GC等信息。

命令格式

bash

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

option: 统计选项(gc、gcutil、class等)
-t: 输出时间戳列
-h<lines>: 每隔多少行输出一次表头
vmid: 虚拟机进程ID
interval: 查询间隔(毫秒)
count: 查询次数

常用统计选项

mermaid

graph LR
    A["jstat选项"] --> B["-gc<br/>GC堆状态"]
    A --> C["-gcutil<br/>GC统计摘要"]
    A --> D["-gccapacity<br/>各代容量"]
    A --> E["-gcnew<br/>新生代统计"]
    A --> F["-gcold<br/>老年代统计"]
    A --> G["-class<br/>类加载统计"]
    A --> H["-compiler<br/>JIT编译统计"]
    
    style A fill:#5C6BC0,stroke:#3949AB,stroke-width:3px,color:#fff
    style B fill:#81C784,stroke:#388E3C,stroke-width:2px,color:#1B5E20
    style C fill:#64B5F6,stroke:#1976D2,stroke-width:2px,color:#0D47A1

实战示例: 监控GC情况

bash

# 每隔2秒输出一次GC统计,共输出5次,每3行输出表头
$ jstat -gc -t -h3 8234 2000 5

Timestamp   S0C    S1C    S0U    S1U      EC       EU        OC         OU       MC     MU    YGC   YGCT  FGC   FGCT    GCT   
   156.2  25600.0 25600.0  0.0  12800.5 204800.0 156234.3  512000.0   89432.1  51200.0 48932.5   45  0.342    2  0.158  0.500
   158.2  25600.0 25600.0 8234.1   0.0  204800.0  98234.7  512000.0   92341.5  51200.0 49123.8   46  0.351    2  0.158  0.509
   160.2  25600.0 25600.0  0.0  15678.2 204800.0 178945.2  512000.0   95678.3  51200.0 49345.2   47  0.359    2  0.158  0.517

# 输出GC百分比统计
$ jstat -gcutil 8234 1000 3
  S0     S1     E      O      M     CCS    YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT   
  0.00  50.00  76.32  17.46  95.58  92.06     45    0.342     2    0.158    0.500
 32.15   0.00  48.05  18.03  95.71  92.19     46    0.351     2    0.158    0.509
  0.00  61.24  87.36  18.69  96.38  92.63     47    0.359     2    0.158    0.517

字段说明

字段	说明	单位
S0C/S1C	Survivor0/1区容量	KB
S0U/S1U	Survivor0/1区已使用	KB
EC/EU	Eden区容量/已使用	KB
OC/OU	老年代容量/已使用	KB
MC/MU	元空间容量/已使用	KB
YGC/YGCT	Young GC次数/总耗时	次/秒
FGC/FGCT	Full GC次数/总耗时	次/秒
GCT	GC总耗时	秒

jinfo: 配置信息查询

jinfo(Configuration Info for Java)用于实时查看和动态调整JVM配置参数。

查看JVM参数

bash

# 查看所有JVM参数和系统属性
$ jinfo 8234

# 查看指定参数值
$ jinfo -flag MaxHeapSize 8234
-XX:MaxHeapSize=2147483648

$ jinfo -flag UseG1GC 8234
-XX:+UseG1GC

# 查看所有可管理的参数
$ jinfo -flags 8234

动态修改参数(无需重启)

bash

# 开启GC日志打印
$ jinfo -flag +PrintGC 8234

# 关闭GC日志打印
$ jinfo -flag -PrintGC 8234

# 开启显式GC禁用
$ jinfo -flag +DisableExplicitGC 8234

# 修改参数值
$ jinfo -flag HeapDumpPath=/tmp/dumps 8234

可动态修改的参数

参数	说明
PrintGC	GC日志打印
PrintGCDetails	GC详细日志
PrintGCTimeStamps	GC时间戳
HeapDumpPath	堆转储路径
HeapDumpOnOutOfMemoryError	OOM时自动dump

jmap: 堆内存转储

jmap(Memory Map for Java)生成堆内存快照文件,用于离线分析内存使用情况。

mermaid

sequenceDiagram
    participant User as 用户
    participant JMap as jmap工具
    participant JVM as 目标JVM进程
    participant File as dump文件
    
    User->>JMap: 执行jmap命令
    JMap->>JVM: 请求生成堆转储
    JVM->>JVM: 暂停应用(STW)
    JVM->>JVM: 遍历堆内存
    JVM->>File: 写入dump文件
    File-->>User: 生成完成
    
    Note over JVM: 大堆可能耗时较长

生成堆转储文件

bash

# 生成堆dump文件(二进制格式)
$ jmap -dump:format=b,file=/tmp/heap_dump.hprof 8234
Dumping heap to /tmp/heap_dump.hprof ...
Heap dump file created [1234567890 bytes in 12.345 secs]

# 仅转储存活对象(触发Full GC)
$ jmap -dump:live,format=b,file=/tmp/heap_live.hprof 8234

# 查看堆内存摘要信息
$ jmap -heap 8234

查看对象统计信息

bash

# 统计各类对象的数量和占用空间
$ jmap -histo 8234 | head -20

 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------
   1:        145678       23456789  [C
   2:         56789       12345678  java.lang.String
   3:         34567        8901234  java.util.HashMap$Node
   4:         23456        7890123  com.example.order.Order
   5:         12345        6789012  java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Node

# 只统计存活对象(会触发Full GC)
$ jmap -histo:live 8234

jmap注意事项

注意点	说明
STW影响	生成dump时会暂停应用
大堆耗时	堆越大,dump时间越长
磁盘空间	dump文件大小约等于堆使用量
生产谨慎	避免频繁执行,避免-histo:live

jstack: 线程快照分析

jstack(Stack Trace for Java)生成线程堆栈快照,用于诊断死锁、线程阻塞等问题。

线程状态分类

mermaid

graph TB
    A["Java线程状态"] --> B["NEW<br/>新建"]
    A --> C["RUNNABLE<br/>运行"]
    A --> D["BLOCKED<br/>阻塞"]
    A --> E["WAITING<br/>等待"]
    A --> F["TIMED_WAITING<br/>限时等待"]
    A --> G["TERMINATED<br/>终止"]
    
    D -.原因.-> D1["等待获取锁"]
    E -.原因.-> E1["wait/join/park"]
    F -.原因.-> F1["sleep/wait timeout"]
    
    style A fill:#5C6BC0,stroke:#3949AB,stroke-width:3px,color:#fff
    style C fill:#81C784,stroke:#388E3C,stroke-width:2px,color:#1B5E20
    style D fill:#EF5350,stroke:#C62828,stroke-width:2px,color:#fff
    style E fill:#FFB74D,stroke:#F57C00,stroke-width:2px,color:#E65100

基础使用

bash

# 生成线程快照
$ jstack 8234 > thread_dump.txt

# 生成线程快照并显示锁信息
$ jstack -l 8234

# 强制生成快照(进程无响应时)
$ jstack -F 8234

死锁诊断实战

假设有如下银行转账死锁场景:

java

public class BankTransfer {
    private static final Object accountA = new Object(); // 账户A锁
    private static final Object accountB = new Object(); // 账户B锁

    public static void main(String[] args) {
        // 线程1: 从A转账到B
        new Thread(() -> {
            synchronized (accountA) {
                System.out.println("Transaction-1 locked Account-A");
                try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) {}
                
                System.out.println("Transaction-1 waiting for Account-B lock...");
                synchronized (accountB) {
                    System.out.println("Transaction-1 completed");
                }
            }
        }, "Transaction-1").start();

        // 线程2: 从B转账到A
        new Thread(() -> {
            synchronized (accountB) {
                System.out.println("Transaction-2 locked Account-B");
                try { Thread.sleep(100); } catch (InterruptedException e) {}
                
                System.out.println("Transaction-2 waiting for Account-A lock...");
                synchronized (accountA) {
                    System.out.println("Transaction-2 completed");
                }
            }
        }, "Transaction-2").start();
    }
}

使用jstack检测死锁

bash

$ jstack 8234

Found one Java-level deadlock:
=============================
"Transaction-2":
  waiting to lock monitor 0x00007f8a1c004a00 (object 0x000000076ab12340, a java.lang.Object),
  which is held by "Transaction-1"
  
"Transaction-1":
  waiting to lock monitor 0x00007f8a1c004b50 (object 0x000000076ab12350, a java.lang.Object),
  which is held by "Transaction-2"

Java stack information for the threads listed above:
===================================================
"Transaction-2":
        at BankTransfer.lambda$main$1(BankTransfer.java:24)
        - waiting to lock <0x000000076ab12340> (a java.lang.Object)
        - locked <0x000000076ab12350> (a java.lang.Object)
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:750)
        
"Transaction-1":
        at BankTransfer.lambda$main$0(BankTransfer.java:13)
        - waiting to lock <0x000000076ab12350> (a java.lang.Object)
        - locked <0x000000076ab12340> (a java.lang.Object)
        at java.lang.Thread.run(Thread.java:750)

Found 1 deadlock.

线程状态关键字

状态关键字	说明	可能原因
RUNNABLE	正在运行或等待CPU	正常执行
BLOCKED	等待获取锁	锁竞争
WAITING	无限等待	wait()/join()
TIMED_WAITING	限时等待	sleep()/wait(timeout)
waiting on condition	条件等待	park/网络IO
waiting for monitor entry	等待进入同步块	锁竞争激烈

命令行工具使用技巧

组合使用流程

mermaid

flowchart TD
    A["发现问题"] --> B["jps定位进程"]
    B --> C["jstat监控GC"]
    C --> D{"问题类型"}
    
    D -->|内存问题| E["jmap生成dump"]
    D -->|线程问题| F["jstack生成快照"]
    D -->|配置问题| G["jinfo查看参数"]
    
    E --> H["MAT分析"]
    F --> I["分析死锁/阻塞"]
    G --> J["调整JVM参数"]
    
    style A fill:#EF5350,stroke:#C62828,stroke-width:2px,color:#fff
    style B fill:#64B5F6,stroke:#1976D2,stroke-width:2px,color:#0D47A1
    style E fill:#81C784,stroke:#388E3C,stroke-width:2px,color:#1B5E20
    style F fill:#FFB74D,stroke:#F57C00,stroke-width:2px,color:#E65100

监控脚本示例

bash

#!/bin/bash
# gc_monitor.sh - GC监控脚本

PID=$1
INTERVAL=${2:-5000}
COUNT=${3:-100}
LOG_FILE="gc_monitor_$(date +%Y%m%d_%H%M%S).log"

echo "开始监控进程 $PID 的GC情况..."
echo "输出文件: $LOG_FILE"

jstat -gcutil -t $PID $INTERVAL $COUNT | tee $LOG_FILE

使用建议

组合使用命令: 先用jps定位进程,再用jstat监控,最后用jmap/jstack诊断
避免频繁dump: 生成堆转储会暂停应用,生产环境需谨慎操作
保留历史快照: 定期保存线程快照和GC日志,便于问题回溯
自动化脚本: 编写监控脚本定时采集jstat数据,绘制趋势图

JDK命令行工具是Java开发者最基础也是最重要的诊断手段。熟练掌握这些工具的使用,能够在问题发生时快速定位和解决,是每个Java工程师的必备技能。

更新: 2025-12-06 15:43:08
原文: https://www.yuque.com/u22210564/zoxfmt/zyrxlm2dpl7a7g66

JDK命令行诊断工具 ​

JVM诊断工具全景图 ​

jps: Java进程状态查看 ​

基础使用示例 ​

jps参数说明 ​

jstat: 虚拟机统计监控 ​

命令格式 ​

常用统计选项 ​

实战示例: 监控GC情况 ​

字段说明 ​

jinfo: 配置信息查询 ​

查看JVM参数 ​

动态修改参数(无需重启) ​

可动态修改的参数 ​

jmap: 堆内存转储 ​

生成堆转储文件 ​

查看对象统计信息 ​

jmap注意事项 ​

jstack: 线程快照分析 ​

线程状态分类 ​

基础使用 ​

死锁诊断实战 ​

使用jstack检测死锁 ​

线程状态关键字 ​

命令行工具使用技巧 ​

组合使用流程 ​

监控脚本示例 ​

使用建议 ​

JDK命令行诊断工具

JVM诊断工具全景图

jps: Java进程状态查看

基础使用示例

jps参数说明

jstat: 虚拟机统计监控

命令格式

常用统计选项

实战示例: 监控GC情况

字段说明

jinfo: 配置信息查询

查看JVM参数

动态修改参数(无需重启)

可动态修改的参数

jmap: 堆内存转储

生成堆转储文件

查看对象统计信息

jmap注意事项

jstack: 线程快照分析

线程状态分类

基础使用

死锁诊断实战

使用jstack检测死锁

线程状态关键字

命令行工具使用技巧

组合使用流程

监控脚本示例

使用建议