故障排查基础

收录Linux常用命令，以下命令来自https://www.bilibili.com/video/BV14A411378a

关机/重启/注销

常用命令	作用
shutdown -h now	即刻关机
shutdown -h 10	10分钟后关机
shutdown -h 11:00	11：00关机
shutdown -h +10	预定时间关机（10分钟后）
shutdown -c	取消指定时间关机
shutdown -r now	重启
shutdown -r 10	10分钟之后重启
shutdown -r 11:00	定时重启
reboot	重启
init 6	重启
init 0	⽴刻关机
telinit 0	关机
poweroff	⽴刻关机
halt	关机
sync	buff数据同步到磁盘
logout	退出登录Shell

系统信息和性能查看

常用命令	作用
uname -a	查看内核/OS/CPU信息
uname -r	查看内核版本
uname -m	查看处理器架构
arch	查看处理器架构
hostname	查看计算机名
who	显示当前登录系统的⽤户
who am i	显示登录时的⽤户名
whoami	显示当前⽤户名
cat /proc/version	查看linux版本信息
cat /proc/cpuinfo	查看CPU信息
cat /proc/interrupts	查看中断
cat /proc/loadavg	查看系统负载
uptime	查看系统运⾏时间、⽤户数、负载
env	查看系统的环境变量
lsusb -tv	查看系统USB设备信息
lspci -tv	查看系统PCI设备信息
lsmod	查看已加载的系统模块
grep MemTotal /proc/meminfo	查看内存总量
grep MemFree /proc/meminfo	查看空闲内存量
free -m	查看内存⽤量和交换区⽤量
date	显示系统⽇期时间
cal 2021	显示2021⽇历表
top	动态显示cpu/内存/进程等情况
vmstat 1 20	每1秒采⼀次系统状态，采20次
iostat	查看io读写/cpu使⽤情况
查看io读写/cpu使⽤情况	查询cpu使⽤情况（1秒⼀次，共10次）
sar -d 1 10	查询磁盘性能

磁盘和分区

常用命令	作用
fdisk -l	查看所有磁盘分区
swapon -s	查看所有交换分区
df -h	查看磁盘使⽤情况及挂载点
df -hl	同上
du -sh /dir	查看指定某个⽬录的⼤⼩
du -sk * | sort -rn	从⾼到低依次显示⽂件和⽬录⼤⼩
mount /dev/hda2 /mnt/hda2	挂载hda2盘
mount -t ntfs /dev/sdc1 /mnt/usbhd1	指定⽂件系统类型挂载（如ntfs）
mount -o loop xxx.iso /mnt/cdrom	挂 载 iso ⽂ 件
umount -v /dev/sda1	通过设备名卸载
umount -v /mnt/mymnt	通过挂载点卸载
fuser -km /mnt/hda1	强制卸载(慎⽤)

⽤户和⽤户组

常用命令	作用
useradd codesheep	创建⽤户
userdel -r codesheep	删除⽤户
usermod -g group_name user_name	修改⽤户的组
usermod -aG group_name user_name	将⽤户添加到组
usermod -s /bin/ksh -d /home/codepig –g dev codesheep	修改⽤户codesheep的登录Shell、主⽬录以及⽤户组
groups test	查看test⽤户所在的组
groupadd group_name	创建⽤户组
groupdel group_name	删除⽤户组
groupmod -n new_name old_name	重命名⽤户组
su - user_name	su - user_name
passwd	修改⼝令
passwd codesheep	修改某⽤户的⼝令
w	查看活动⽤户
id codesheep	查看指定⽤户codesheep信息
last	查看⽤户登录⽇志
crontab -l	查看当前⽤户的计划任务
cut -d: -f1 /etc/passwd	查看系统所有⽤户
cut -d: -f1 /etc/group	查看系统所有组

⽹络和进程管理

常用命令	作用
ifconfig	查看⽹络接⼝属性
ifconfig eth0	查看某⽹卡的配置
route -n	查看路由表
netstat -lntp	查看所有监听端⼝
netstat -antp	查看已经建⽴的TCP连接
netstat -lutp	查看TCP/UDP的状态信息
ifup eth0	启⽤eth0⽹络设备
ifdown eth0	禁⽤eth0⽹络设备
iptables -L	查看iptables规则
ifconfig eth0 192.168.1.1 netmask 255.255.255.0	配置ip地址
dhclient eth0	以dhcp模式启⽤eth0
route add -net 0/0 gw Gateway_IP	配置默认⽹关
route add -net 192.168.0.0 netmask 255.255.0.0 gw 192.168.1.1	配置静态路由到达⽹络’192.168.0.0/16’
route del 0/0 gw Gateway_IP	删除静态路由
hostname	查看主机名
host www.baidu.com	解析主机名
nslookup www.baidu.com	查询DNS记录，查看域名解析是否正常
ps -ef	查看所有进程
ps -ef | grep codesheep	过滤出你需要的进程
kill -s name	kill指定名称的进程
kill -s pid	kill指定pid的进程
top	实时显示进程状态
vmstat 1 20	每1秒采⼀次系统状态，采20次
iostat	iostat
sar -u 1 10	查询cpu使⽤情况（1秒⼀次，共10次）
sar -d 1 10	查询磁盘性能

常⻅系统服务命令

常用命令	作用
chkconfig --list	列出系统服务
service <服务名> status	查看某个服务
service <服务名> start	启动某个服务
service <服务名> stop	终⽌某个服务
service <服务名> restart	重启某个服务
systemctl status <服务名>	查看某个服务
systemctl start <服务名>	启动某个服务
systemctl stop <服务名>	终⽌某个服务
systemctl restart <服务名>	重启某个服务
systemctl enable <服务名>	关闭⾃启动
systemctl disable <服务名>	关闭⾃启动

⽂件和⽬录操作

常用命令	作用
cd <⽬录名>	进⼊某个⽬录
cd …	回上级⽬录
cd …/…	回上两级⽬录
cd	进个⼈主⽬录
cd -	回上⼀步所在⽬录
pwd	显示当前路径
ls	查看⽂件⽬录列表
ls -F	查看⽬录中内容（显示是⽂件还是⽬录）
ls -l	查看⽂件和⽬录的详情列表
ls -a	查看隐藏⽂件
ls -lh	查看⽂件和⽬录的详情列表（增强⽂件⼤⼩易读性）
ls -lSr	查看⽂件和⽬录列表（以⽂件⼤⼩升序查看）
tree	查看⽂件和⽬录的树形结构
mkdir <⽬录名>	创建⽬录
mkdir dir1 dir2	同时创建两个⽬录
mkdir -p /tmp/dir1/dir2	创建⽬录树
rm -f file1	删除’file1’⽂件
rmdir dir1	删除’dir1’⽬录
rm -rf dir1	删除’dir1’⽬录和其内容
rm -rf dir1 dir2	同时删除两个⽬录及其内容
mv old_dir new_dir	重命名/移动⽬录
cp file1 file2	复制⽂件
cp dir/* .	复制某⽬录下的所有⽂件⾄当前⽬录
cp -a dir1 dir2	复制⽬录
cp -a /tmp/dir1 .	复制⼀个⽬录⾄当前⽬录
ln -s file1 link1	创建指向⽂件/⽬录的软链接
ln file1 lnk1	创建指向⽂件/⽬录的物理链接
find / -name file1	从跟⽬录开始搜索⽂件/⽬录
find / -user user1	搜索⽤户user1的⽂件/⽬录
find /dir -name *.bin	在⽬录/dir中搜带有.bin后缀的⽂件
locate <关键词>	快速定位⽂件
locate *.mp4	寻找.mp4结尾的⽂件
whereis <关键词>	显示某⼆进制⽂件/可执⾏⽂件的路径
which <关键词>	查找系统⽬录下某的⼆进制⽂件
chmod ugo+rwx dir1	设置⽬录所有者(u)、群组(g)及其他⼈(o)的读（r）写(w)执⾏(x)权限
chmod go-rwx dir1	移除群组(g)与其他⼈(o)对⽬录的读写执⾏权限
chown user1 file1	改变⽂件的所有者属性
chown -R user1 dir1	改变⽬录的所有者属性
chgrp group1 file1	改变⽂件群组
chown user1:group1 file1	改变⽂件的所有⼈和群组

⽂件查看和处理

常用命令	作用
cat file1	查看⽂件内容
cat -n file1	查看内容并标示⾏数
tac file1	从最后⼀⾏开始反看⽂件内容
more file1	more file1
less file1	类似more命令，但允许反向操作
head -2 file1	查看⽂件前两⾏
tail -2 file1	查看⽂件后两⾏
tail -f /log/msg	实时查看添加到⽂件中的内容
grep codesheep hello.txt	在⽂件hello.txt中查找关键词codesheep
grep ^sheep hello.txt	在⽂件hello.txt中查找以sheep开头的内容
grep [0-9] hello.txt	选择hello.txt⽂件中所有包含数字的⾏
sed ‘s/s1/s2/g’ hello.txt	将hello.txt⽂件中的s1替换成s2
sed ‘/^$/d’ hello.txt	从hello.txt⽂件中删除所有空⽩⾏
sed ‘/ *#/d; /^$/d’ hello.txt	从hello.txt⽂件中删除所有注释和空⽩⾏
sed -e ‘1d’ hello.txt	从⽂件hello.txt 中排除第⼀⾏
sed -n ‘/s1/p’ hello.txt	查看只包含关键词"s1"的⾏
sed -e ‘s/ *$//’ hello.txt	删除每⼀⾏最后的空⽩字符
sed -e ‘s/s1//g’ hello.txt	从⽂档中只删除词汇s1并保留剩余全部
sed -n ‘1,5p;5q’ hello.txt	查看从第⼀⾏到第5⾏内容
sed -n ‘5p;5q’ hello.txt	查看第5⾏
paste file1 file2	合并两个⽂件或两栏的内容
paste -d ‘+’ file1 file2	合并两个⽂件或两栏的内容，中间⽤"+"区分
sort file1 file2	排序两个⽂件的内容
comm -1 file1 file2	⽐较两个⽂件的内容(去除’file1’所含内容)
comm -2 file1 file2	⽐较两个⽂件的内容(去除’file2’所含内容
comm -3 file1 file2	⽐较两个⽂件的内容(去除两⽂件共有部分)

打包和解压

常用命令	作用
zip xxx.zip file	压缩⾄zip包
zip -r xxx.zip file1 file2 dir1	将多个⽂件+⽬录压成zip包
unzip xxx.zip	解压zip包
tar -cvf xxx.tar file	创建⾮压缩tar包
tar -cvf xxx.tar file1 file2 dir1	将多个⽂件+⽬录打tar包
tar -tf xxx.tar	查看tar包的内容
tar -xvf xxx.tar	解压tar包
tar -xvf xxx.tar -C /dir	将tar包解压⾄指定⽬录
tar -cvfj xxx.tar.bz2 dir	创建bz2压缩包
tar -jxvf xxx.tar.bz2	解压bz2压缩包
tar -cvfz xxx.tar.gz dir	创建gzip压缩包
tar -zxvf xxx.tar.gz	解压gzip压缩包
bunzip2 xxx.bz2	解压bz2压缩包
bzip2 filename	压缩⽂件
gunzip xxx.gz	解压gzip压缩包
gzip filename	压缩⽂件
gzip -9 filename	最⼤程度压缩

RPM包管理命令

常用命令	作用
rpm -qa	查看已安装的rpm包
rpm -q pkg_name	查询某个rpm包
rpm -q --whatprovides xxx	显示xxx功能是由哪个包提供的
rpm -q --whatrequires xxx	显示xxx功能被哪个程序包依赖的
rpm -q --changelog xxx	显示xxx包的更改记录
rpm -qi pkg_name	查看⼀个包的详细信息
rpm -qd pkg_name	查询⼀个包所提供的⽂档
rpm -qc pkg_name	查看已安装rpm包提供的配置⽂件
rpm -ql pkg_name	查看⼀个包安装了哪些⽂件
rpm -qf filename	查看某个⽂件属于哪个包
rpm -qR pkg_name	查询包的依赖关系
rpm -ivh xxx.rpm	安装rpm包
rpm -ivh --test xxx.rpm	测试安装rpm包
rpm -ivh --nodeps xxx.rpm	安装rpm包时忽略依赖关系
rpm -e xxx	卸载程序包
rpm -Fvh pkg_name	升级确定已安装的rpm包
rpm -Uvh pkg_name	升级rpm包(若未安装则会安装)
rpm -V pkg_name	RPM包详细信息校验

YUM包管理命令

常用命令	作用
yum repolist enabled	显示可⽤的源仓库
yum search pkg_name	搜索软件包
yum install pkg_name	下载并安装软件包
yum install --downloadonly pkg_name	只下载不安装
yum list	显示所有程序包
yum list installed	查看当前系统已安装包
yum list updates	查看可以更新的包列表
yum check-update	查看可升级的软件包
yum update	更新所有软件包
yum update pkg_name	升级指定软件包
yum deplist pkg_name	列出软件包依赖关系
yum remove pkg_name	删除软件包
yum clean all	清除缓存
yum clean packages	清除缓存的软件包
yum clean headers	清除缓存的header

DPKG包管理命令

常用命令	作用
dpkg -c xxx.deb	列出deb包的内容
dpkg -i xxx.deb	安装/更新deb包
dpkg -r pkg_name	移除deb包
dpkg -P pkg_name	移除deb包(不保留配置)
dpkg -l	查看系统中已安装deb包
dpkg -l pkg_name	显示包的⼤致信息
dpkg -L pkg_name	查看deb包安装的⽂件
dpkg -s pkg_name	查看包的详细信息
dpkg –unpack xxx.deb	解开deb包的内容

APT软件⼯具

常用命令	作用
apt-cache search pkg_name	搜索程序包
apt-cache show pkg_name	获取包的概览信息
apt-get install pkg_name	安装/升级软件包
apt-get purge pkg_name	卸载软件（包括配置）
apt-get remove pkg_name	卸载软件（不包括配置）
apt-get update	更新包索引信息
apt-get upgrade	更新已安装软件包
apt-get clean	清理缓存

分析工具

JDK自带分析工具

参考文章：

• https://segmentfault.com/a/1190000038209665
• https://www.cnblogs.com/kongzhongqijing/articles/5534624.html

jps

jps查询系统内所有HotSpot进程，它位于java的bin目录下。

命令	含义
jps	输出当前运行主类名称，进程ID
jps -q	只列出进程ID
jps -l	输出当前运行主类的全称，进程ID
jps -v	输出虚拟机进程启动时JVM参数

jstat

jstat是JDK自带的一个轻量级小工具。全称“Java Virtual Machine statistics monitoring tool”，和jps一样，都在bin目录下。

命令	含义
jstat -gc vmid 1000 10	查看进程pid的GC信息，每1000毫秒 输出一次，输出10次
jstat -gccause vmid 1000 10	查看进程pid的GC发生的原因,每一秒（1000毫秒）输出一次，输出10次
jstat -class vmid	查看pid的加载类信息
jstat -gcutil vmid	对java垃圾回收信息的统计
jstat -gcnew vmid	显示新生代GC的情况
jstat -gcold vmid	显示老年代GC的情况

jinfo

jinfo查看虚拟机参数信息，也可用于调整虚拟机配置参数。我们通过jinfo --help能看到相应的参数。

命令	含义
jinfo pid	输出关于pid的一堆相关信息
jinfo -flags pid	查看当前进程曾经赋过值的一些参数
jinfo -flag name pid	查看指定进程的JVM参数名称的参数的值
jinfo -flag [±]name pid	开启或者关闭指定进程对应名称的JVM参数
jinfo -sysprops pid	来输出当前 JVM进行的全部的系统属性

当使用jinfo进行修改对应进程JVM参数时，有一定的局限性。并不是所有的参数都支持修改，只有参数被标记为manageable的参数才可以被实时修改。

可以使用命令查看被标记为manageable的参数：java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep manageable

jmap

jmap全称：Java Memory Map，主要用于打印指定Java进程(或核心文件、远程调试服务器)的共享对象内存映射或堆内存细节。jmap以生成 java程序的dump文件， 也可以查看堆内对象示例的统计信息、查看ClassLoader 的信息以及 finalizer 队列。

jmap命令可以获得运行中的JVM的堆的快照，从而可以离线分析堆，以检查内存泄漏，检查一些严重影响性能的大对象的创建，检查系统中什么对象最多，各种对象所占内存的大小等等。可以使用jmap生成Heap Dump。

命令	含义
jmap -heap pid	输出整个堆详细信息，包括GC的使用、堆的配置信息，以及内存的使用信息
jmap -histo:live pid	输出堆中对象的相关统计信息；第一列是序号，第二列是对象个数，第三列是对象大小byte，第四列是class name
jmap -finalizerinfo pid	输出等待终结的对象信息
jmap -clstats pid	输出类加载器信息
jmap -dump:[live],format=b,file=filename.hprof pid	把进程堆内存使用情况生成到堆转储dump文件中,live子选项是可选的，假如指定live选项,那么只输出活的对象到文件。dump文件主要作用，如果发生溢出可以使用dump文件分析是哪些数据导致的

Heap Dump又叫堆转储文件，指一个java进程在某一个时间点的内存快照文件。Heap Dump在触发内存快照的时候会保存以下信息：

• 所有的对象
• 所有的class
• GC Roots
• 本地方法栈和本地变量

通常在写Dump文件前会触发一次Full GC，所以Heap Dump文件里保存的对象都是Full GC后保留的对象信息。
由于生成dump文件比较耗时，所以请耐心等待，尤其是大内存镜像生成的dump文件，则需要更长的时间来完成。

可以通过参数配置当发生OOM时自动生成dump文件：-XX:+HeapDumpOnOutOfMemeryError -XX:+HeapDumpPath=<filename.hprof>,当然此种方式获取dump文件较大，如果想要获取dump文件较小可以手动获取dump文件并指定只获取存活的对象。

jhat

JVM Heap Analysis Tool命令是与jmap搭配使用，用来分析jmap生成的dump文件，jhat内置了一个微型的HTTP/HTML服务器，生成dump的分析结果后，可以在浏览器中查看。在此要注意，一般不会直接在服务器上进行分析，因为jhat是一个耗时并且耗费硬件资源的过程，一般把服务器生成的dump文件复制到本地或其他机器上进行分析。

注意，jhat在jdk9中已经移除，官方对贱使用visualvm来配置jmap进行分析。

命令	含义
jhat -port 9998 /tmp/dump.dat	配合jmap命令使用，查看导出的/tmp/dump.dat文件，端口为9998；注意如果dump文件太大，可能需要加上-J-Xmx512m这种参数指定最大堆内存，即jhat -J-Xmx512m -port 9998 /tmp/dump.dat
jhat -baseline dump2.phrof dump1.phrof	对比dump2.phrof 与dump1.phrof文件
jhat heapDump	分析dump文件,默认端口为7000

jstack

jstack，全称JVM Stack Trace栈空间追踪，用于生成虚拟机指定进程当前线程快照；主要分析堆栈空间，也就是分析线程的情况，可以分析出死锁问题，以及cpu100%的问题。jstack可以定位到线程堆栈，根据堆栈信息我们可以定位到具体代码，所以它在JVM性能调优中使用得非常多。

jstack主要用于生成java虚拟机当前时刻的线程快照。线程快照是当前java虚拟机内每一条线程正在执行的方法堆栈的集合，生成线程快照的主要目的是定位线程出现长时间停顿的原因，
如线程间死锁、死循环、请求外部资源导致的长时间等待等。

命令	含义
jstack pid	打印出所有的线程，包括用户自己启动的线程和JVM后台线程
jstack 13324 >1.txt	将13324进程中线程信息写入到1.txt文件中
jstack 21711｜grep 54ee	在进程21711中查找线程ID为54ee(16进制)的信息
jstack -l pid	除了堆栈信息外-l参数会显示线程锁的附加信息

除了可以使用jstack打印栈的信息，在java层面也可以使用Thread.getAllStackTraces()方法获取堆栈信息。

jcmd

在JDK1.7之后，新增了一个命令行工具jcmd。

它是一个多功能的工具，可以实现前面除了jstat之外的所有功能。例如，导出dump文件、查看线程信息、导出线程信息、执行GC，JVM运行时间等。

jcmd拥有jmap的大部分功能，并且在官方网站上也推荐使用jcmd代替jmap。

命令	含义
jcmd -l	列出所有JVM的进程
jcmd pid help	针对指定进程罗列出可执行的命令
jcmd pid <具体命令>	显示指定进程的指令命令的数据

GUI分析工具

jconsole

JConsole 是一个内置 Java 性能分析器，可以从命令行（直接输入jconsole）或在 GUI shell （jdk\bin下打开）中运行。

它用于对JVM中内存，线程和类等的监控。这款工具的好处在于，占用系统资源少，而且结合Jstat，可以有效监控到java内存的变动情况，以及引起变动的原因。在项目追踪内存泄露问题时，很实用。

visual vm

visual vm 是一个功能强大的多合一故障诊断和性能监控的可视化工具。它集成了多个JDK命令行工具，使用visual vm可用于显示虚拟机进程及进程的配置和环境信息，监视应用程序的CPU、GC、堆、方法区及线程的信息等，甚至代替jconsole。

在JDK7，visual vm便作为JDK的一部分发布，在JDK的bin目录下，即：它完全免费。此外，visual vm也可以作为独立软件进行安装。

主要功能：

• 生成读取dump文件
• 查看JVM参数和系统属性
• 查看运行中虚拟机进程
• 生成读取线程快照
• 程序资源的实时监控

visual vm 支持插件扩展，可以在visual vm上安装插件，也可以将visual vm安装在idea上：

visual vm可以生成dump文件，生成的dump文件是临时的，如果想要保留该文件需要右键另存为即可：

如果堆文件数据较大，排查起来很困难，可以使用OQL语句进行筛选。

OQL:全称，Object Query Language 类似于SQL查询的一种语言，OQL使用SQL语法，可以在堆中进行对象的筛选。

基本语法：

select <JavaScript expression to select> 
[ from (instanceof) <class name> <identifier>
( where <JavaScript boolean expression to filter> ) ]

1.class name是java类的完全限定名
2.instanceof表示也查询某一个类的子类
3.from和where子句都是可选的
4.可以使用obj.field_name语法访问Java字段

例如

-- 查询长度大于等于100的字符串
select s from java.lang.String s where s.value.length >= 100-- 显示所有File对象的文件路径 
select file.path.value.toString() from java.io.File file-- 显示由给定id字符串标识的Class的实例
select o from instanceof 0x741012748 o

visual vm也可以将两个dump文件进行比较：

visual vm不但可以生成堆的dump文件，也可以对线程dump：

eclipse MAT

MAT全称，Memory Analyzer Tool 是一款功能强大的Java堆内存分析器。可以用于查找内存泄漏以及查看内存消耗情况。

MAT是eclipse开发的，不仅可以单独使用，还可以作为插件嵌入在eclipse中使用。是一款免费的性能分析工具，使用起来很方便。

MAT的主要功能就是分析dump文件。分析dump最终目的是为了找出内存泄漏的疑点，防止内存泄漏。

JVM内存包含信息：

• 所有对象信息，包括对象实例、成员变量、存储于栈中的基本数据类型和存储于堆中的其他对象的引用值；
• 所有的类信息，包括classloader、类名称、父类的信息、静态变量等；
• GCRoot到所有的这些对象的引用路径;
• 线程信息，包括线程的调用栈及线程的局部变量;

常见获取dump文件方式：

• 通过jmap或jcmd命令行方式获取；
• 通过配置JVM参数"-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError"或"-XX:+HeapDumpBeforeFullGC"
• 使用第三方工具生成dump文件，如：visual vm

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MAT介绍

导入dump文件：

在生成可疑泄漏报告后，会在对应的堆转储文件目录下生成一个zip文件。

MAT最主要的功能是分析dump文件，其中比较重要的功能就是histogram(直方图)和dominator tree(支配树)

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直方图

• 浅堆：一个对象结构所占用的大小，即对象头+实例数据+对齐填充，不包括内部引用对象大小；
• 深堆：一个对象被 GC 回收后，可以真实释放的内存大小；
• 对象的实际大小：一个对象所能触及的所有对象的浅堆大小之和；

如上图所示：（浅堆<= 深堆 <= 实际大小）

• Object2浅堆大小：为Object2本身；
• Object2深堆大小：Object2本身加上Object6；
• Object2实际大小：Object2本身加上Object6加上Object5；

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支配树对象图

支配树概念源自图论。它体现了对象实例之间的支配关系。在对象的引用图中，所有指向对象B的路径都要经过对象A，则认为对象A支配对象B。如果对象A是离对象B最近的一个支配对象，则认为对象A为对象B的直接支配者。

支配树是基于对象间的引用图建立的，它有以下性质：

• 对象A的子树，即所有被对象A支配的对象集合，表示对象A的保留集，即深堆；
• 如果对象A支配对象B，那么对象A直接支配者也支配对象B；
• 支配树的边与对象引用图的边不相对应；

分配树能直观的体现对象能否被回收的情况，如图所示，左为对象的引用图，右为对象的支配图。

• C与E的关系为，C支配E，C是E的直接支配者，G和E为C的保留集；
• C与H不是支配关系，因为H被F引用；

Java应用程序配置

JVM常用参数

官方：

• https://www.oracle.com/java/technologies/javase/vmoptions-jsp.html
• https://www.oracle.com/java/technologies/javase/gc-tuning-6.html

理想的情况下，一个Java程序使用JVM的默认设置也可以运行得很好，所以一般来说，没有必要设置任何JVM参数。然而，由于一些性能问题，我们需要设置合理的JVM参数。

可以通过java -XX:+PrintFlagsInitial 命令查看JVM所有参数。

常用参数：

参数	含义	描述
-Xms	堆初始值	Xmx和Xms设置为老年代存活对象的3-4倍，即FullGC之后的老年代内存占用的3-4倍
-Xmx	堆最大值	为了防止自动扩容降低性能，建议将-Xms和-Xmx的值设置为相同值
-XX:MaxHeapFreeRatio	最大堆内存使用率	默认70，当超过该比例会进行扩容堆，Xms=Xmx时该参数无效
-XX:MinHeapFreeRatio	最小堆内存使用率	默认40，当低于该比例会缩减堆，Xms=Xmx时该参数无效
-Xmn	年轻代内存最大值	年轻代设置的越大，老年代区域就会减少。一般不允许年轻代比老年代还大，因为要考虑GC时最坏情况，所有对象都晋升到老年代。建议设置为老年代存活对象的1-1.5倍，最大可以设置为-Xmx/2 。考虑性能，一般会通过参数 -XX:NewSize 设置年轻代初始大小。如果知道了年轻代初始分配的对象大小，可以节省新生代自动扩展的消耗。
-XX:SurvivorRatio	年轻代中两个Survivor区和Eden区大小比率	例如： -XX:SurvivorRatio=10 表示伊甸园区是幸存者其中一个区大小的10倍，所以,伊甸园区占新生代大小的10/12, 幸存区From和幸存区To 每个占新生代的1/12
-XX:NewRatio	年轻生代和老年代的比率	例如：-XX:NewRatio=3 指定老年代/新生代为3/1. 老年代占堆大小的 3/4 ，新生代占 1/4 。如果针对新生代,同时定义绝对值和相对值,绝对值将起作用，建议将年轻代的大小为整个堆的3/8左右。
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError	让JVM在发生内存溢出时自动的生成堆内存快照	可以通过-XX:HeapDumpPath=path参数将生成的快照放到指定路径下
-XX:OnOutOfMemoryError	当内存溢发生时可以执行一些指令	比如发个E-mail通知管理员或者执行一些清理工作，执行脚本
-XX:ThreadStackSize	每个线程栈最大值	栈设置太大，会导致线程创建减少，栈设置小，会导致深入不够，深度的递归会导致栈溢出，建议栈深度设置在3000-5000k。
-XX:MetaspaceSize	初始化的元空间大小	如果元空间大小达到了这个值，就会触发Full GC为了避免频繁的Full GC，建议将- XX：MetaspaceSize设置较大值。如果释放了空间之后，元空间还是不足，那么就会自动增加MetaspaceSize的大小
-XX:MaxMetaspaceSize	元空间最大值	默认情况下，元空间最大的大小是系统内存的大小，元空间一直扩大，虚拟机可能会消耗完所有的可用系统内存。

JVM调优

JVM优化是到最后不得已才采用的手段，对JVM内存的系统级的调优主要的目的是减少GC的频率和Full GC的次数。

何时调优：

1. Full GC 次数频繁
2. GC 停顿时间过长
3. 应用出现OutOfMemory 等内存异常
4. 堆内存持续上涨达到设置的最大内存值

调优原则：

1. 多数导致GC问题的Java应用，都不是因为我们参数设置错误，而是代码问题
2. 在实际使用中，分析GC情况优化代码比优化JVM参数更好
3. 减少创建对象的数量、减少使用全局变量和大对象

调优思路：

1. 分析GC日志及dump文件，判断是否需要优化，确定瓶颈问题点。如果各项参数设置合理，系统没有超时日志出现，GC频率不高，GC耗时不高，那么没有必要进行GC优化，如果GC时间超过1-3秒，或者频繁GC，则必须优化。
2. 确定JVM调优目标。如果内存分配过大或过小，或者采用的GC收集器比较慢，则应该优先调整这些参数，并且先找1台或几台机器进行测试，然后比较优化过的机器和没有优化的机器的性能对比，并有针对性的做出最后选择。
3. 不断的分析和调整，直到找到合适的JVM参数配置。

Java程序shell脚本示例

#!/bin/sh#非特殊应用下面内存分配已经够用
HEAP_MEMORY=1024M
METASPACE_SIZE=256MSERVER_HOME="$( cd "$( dirname "$0"  )" && pwd  )"
APP_NAME=${@: -1}#使用说明，用来提示输入参数  
help() {echo "Usage: start.sh {start|stop|restart|status|help} APP_NAME.jar" >&2echo "Examples:"echo "  sh start.sh start APP_NAME.jar"echo "  sh start.sh stop APP_NAME.jar"echo "  sh start.sh start -Heap 1024M -MetaspaceSize 256M APP_NAME.jar"
}#检查程序是否在运行  
is_exist() {pid=`ps -ef | grep ${SERVER_HOME} | grep ${APP_NAME} | grep -v grep | awk '{print $2}' `#如果不存在返回1，存在返回0  if [ -z "${pid}" ]; thenreturn 1elsereturn 0fi
}#启动方法  
start() {is_existif [ $? -eq "0" ]; thenecho "${APP_NAME} is already running. pid=${pid} ."  elseecho "${APP_NAME} running..."JAVA_OPTS="-server -XX:+UseG1GC -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError"JAVA_OPTS="${JAVA_OPTS} -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false"#JAVA_OPTS="${JAVA_OPTS} -Djava.rmi.server.hostname=${LOCAL_IP} -Dcom.sun.management.jmxremote.port=${JMX_PORT} -Dcom.sun.management.jmxremote.rmi.port=${JMX_PORT}"shiftARGS=($*)for ((i=0; i<${#ARGS[@]}; i++)); docase "${ARGS[$i]}" in-D*)    JAVA_OPTS="${JAVA_OPTS} ${ARGS[$i]}" ;;-Heap*) HEAP_MEMORY="${ARGS[$i+1]}" ;;-MetaspaceSize*) METASPACE_SIZE="${ARGS[$i+1]}" ;;esacdoneJAVA_OPTS="${JAVA_OPTS} -Xms${HEAP_MEMORY} -Xmx${HEAP_MEMORY} -XX:MaxMetaspaceSize=${METASPACE_SIZE} -XX:MetaspaceSize=${METASPACE_SIZE}"#生产环境加上下面这个配置 服务启动的时候真实的分配物理内存给jvm#JAVA_OPTS="${JAVA_OPTS} -XX:+AlwaysPreTouch" JAVA_OPTS="${JAVA_OPTS} -Duser.dir=${SERVER_HOME}"#下面两段根据需要酌情配置#JAVA_OPTS="${JAVA_OPTS} -Xloggc:${APP_NAME}.gc.log"#JAVA_OPTS="${JAVA_OPTS} -Dapp.name=${SERVER_NAME} -Dlogging.config=${SERVER_HOME}/logback-spring.xml -Dspring.profiles.active=dev"echo "jvm args: ${JAVA_OPTS}"java ${JAVA_OPTS} -jar ${APP_NAME} >/dev/null 2>&1 &fi
}#停止方法  
stop() {is_existif [ $? -eq "0" ]; thenecho "${APP_NAME} is stopping..."kill -9 $pidelseecho "${APP_NAME} is not running"  fi
}#输出运行状态  
status() {is_existif [ $? -eq "0" ]; thenecho "${APP_NAME} is running. Pid is ${pid}"  elseecho "${APP_NAME} is not running."  fi
}#根据输入参数，选择执行对应方法，不输入则执行使用说明  
case "$1" in"start")start $@;;;"stop")stop $@;;;"status")status $@;;;"restart")stop $@;start $@;;;*)help;;
esac

常见故障排查

CPU使用过高定位分析

一般在生产环境排查程序故障，都会查看日志什么的，但是有些故障日志是看不出来的，就比如：CPU使用过高。

那应该怎么办呢？我们需要结合linux命令和JDK相关命令来排查程序故障。

步骤：

• 首先使用top命令，找出CPU占比最高的Java进程；然后进一步定位后台程序，如果发现使用过高的进程ID,记录下来方便排查；
• 定位到具体的线程；使用ps -mp 进程ID -o THREAD,tid,time命令可以找到有问题的线程ID；

  ps -mp 进程ID -o THREAD,tid,time 说明：
  -m：显示所有线程
  -p：pid进程使用CPU的时间
  -o：该参数后是用户自定义参数

• 获取到线程ID后，将线程ID转化为16进制格式，如果有英文要小写格式；可以用命令printf "%x\n" 线程ID,当然也可以使用工具从10进制转16进制。

  printf "%x\n" 16
  

• 线程ID转成16进制后，执行最后一个命令：jstack 进程ID | grep 16进制线程ID -A50,就能看到有问题的代码。

内存使用过高定位分析

与CPU使用过高同样的，内存如果占用过大，查看程序日志也看不出来。

步骤：

• 使用top命令查看应用程序内存占用情况，查看内存使用情况,如果发现使用过高的进程ID,记录下来；
• 根据进程ID查询具体线程ID: ps p进程ID -L -o pcpu,pmem,pid,tid,time,tname,cmd,记下使用内存异常的记下线程ID；
• 将内存使用较高的线程的堆栈信息写入文件：jstack -l 进程ID > 文件名,写入文件后将文件中的线程ID转换为16进制,在文件中搜索16进制线程ID即可；

死锁编码及定位分析

死锁经常表现为程序的停顿，或者不再响应用户的请求。从操作系统上观察，对应进程的CPU占用率为零，很快会从top或prstat的输出中消失。

死锁示例代码：

public class MainTest {public static void main(String[] args) {String lockA = "lockA";String lockB = "lockB";new Thread(new ThreadHolderLock(lockA,lockB),"线程AAA").start();new Thread(new ThreadHolderLock(lockB,lockA),"线程BBB").start();}
}class ThreadHolderLock implements Runnable{private String lockA;private String lockB;public ThreadHolderLock(String lockA, String lockB){this.lockA = lockA;this.lockB = lockB;}@Overridepublic void run() {synchronized (lockA){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 持有锁 "+ lockA+", 尝试获得"+ lockB);try {Thread.sleep(1000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}synchronized (lockB){System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 持有锁 "+ lockB+", 尝试获得"+ lockA);}}}
}

步骤：

• 使用jps -l命令找到程序进程；
• 使用jstack pid命令打印堆栈信息；

上面死锁示例代码使用jstack pid后的一些信息：

Found one Java-level deadlock:
=============================
"线程BBB":waiting to lock monitor 0x00007feb0d80b018 (object 0x000000076af2d588, a java.lang.String),which is held by "线程AAA"
"线程AAA":waiting to lock monitor 0x00007feb0d80d8a8 (object 0x000000076af2d5c0, a java.lang.String),which is held by "线程BBB"Java stack information for the threads listed above:
===================================================
"线程BBB":at com.github.springcloud.service.ThreadHolderLock.run(MainTest.java:35)- waiting to lock <0x000000076af2d588> (a java.lang.String)- locked <0x000000076af2d5c0> (a java.lang.String)at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
"线程AAA":at com.github.springcloud.service.ThreadHolderLock.run(MainTest.java:35)- waiting to lock <0x000000076af2d5c0> (a java.lang.String)- locked <0x000000076af2d588> (a java.lang.String)at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)Found 1 deadlock.

内存泄露排查分析

Java虚拟机是使用引用计数法和可达性分析来判断对象是否可回收，本质是判断一个对象是否还被引用，如果没有引用则回收。在开发的过程中，由于代码的实现不同就会出现很多种内存泄漏问题，让gc误以为此对象还在引用中，无法回收，造成内存泄漏。

当内存泄露时，如果不是JVM参数中的内存分配太小了，那么从根本上解决Java内存泄露的唯一方法就是修改程序。

内存泄露主要原因：

• 在内存中加载过大的数据，例如，从数据库取出过多数据；
• 资源未关闭造成的内存泄漏；
• 变量不合理的作用域，使用完毕，如果没有及时的赋值为null，则会造成内存泄露；
• 长生命周期的对象中引用短生命周期对象，很可能会出现内存泄露；

内存泄漏排查：

1. 内存泄漏的主要表象就是内存不足，所以首先要看一下JVM启动参数中内存空间分配是否过小，如果是这种问题调整该参数即可；
2. 从代码层面找问题，如果之前从未出现过此类问题，新增接口或者引入新第三包的时候后出现该问题，则可能是新增的部分代码存在问题；
3. 使用jdk相关命令进行排查分析：
   • 使用jstat -gc 查看GC垃圾回收统计信息，看Full GC后堆空间使用内存还持续增长，且有增长到Xmx设定值的趋势基本可以肯定存在内存泄露，如果当前完全垃圾回收后内存增长到一个值之后，又能回落，总体上处于一个动态平衡，那么内存泄漏基本可以排除；也可以隔断时间抽取老年代占用内存情况，如果老年代占用情况持续上升也很有可能存在内存泄露的情况；
   • 把堆dump下来再用工具进行分析，但dump堆要花较长的时间，并且文件巨大，不建议这样；可以使用jmap -histo:live 在线进行分析,查看输出的对象数量如果过大就需要额外注意；

使用MAT找到内存泄漏的代码思路：

1. 打开MAT中histogram，找到堆内存中占用最大的对象（内存泄漏很有可能就是由大对象导致的）；
2. 由大对象找被哪些线程引用，查看内存占用最大的线程；
3. 从线程中的堆栈信息找到项目中自定义的包和对象，从而可定位到具体的代码；