jmap命令详解

一、jmap命令工作原理

jmap命令是基于JVMTI( Java 虚拟机工具接口)工作的。定期或者在执行jmap 命令时，JVM会暂停Java程序执行，然后在JVM进程中创建一个内存映射文件，并将其用于堆转储文件的创建。在创建过程中，jmap会遍历整个堆空间并拷贝堆空间中的所有活动对象到内存映射文件中。由于内存映射文件是一个虚拟文件，所以jmap可以快速的完成堆转储的过程。

二、jmap常用参数

1. -heap

该命令用于生成Java堆快照的信息，它可以输出Java堆的布局和各个区域的使用情况，如下所示：

$ jmap -heap 30654
Attaching to process ID 30654, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.102-b14

using thread-local object allocation.
Parallel GC with 7 thread(s)

Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio = 40
   MaxHeapFreeRatio = 70
   MaxHeapSize      = 2147483648 (2048.0MB)
   NewSize          = 1310720 (1.25MB)
   MaxNewSize       = 17592186044415 MB
   OldSize          = 5439488 (5.1875MB)
   NewRatio         = 2
   SurvivorRatio    = 8
   MetaspaceSize    = 21807104 (20.796875MB)
   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)
   MaxMetaspaceSize = 17592186044415 MB
   G1HeapRegionSize = 0 (0.0MB)

Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space:
   capacity = 669558272 (638.5MB)
   used     = 376612584 (359.1184616088867MB)
   free     = 292945688 (279.3815383911133MB)
   56.23213392832012% used
From Space:
   capacity = 10485760 (10.0MB)
   used     = 4194304 (4.0MB)
   free     = 6291456 (6.0MB)
   40.0% used
To Space:
   capacity = 10485760 (10.0MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 10485760 (10.0MB)
   0.0% used

2. -histo

该命令用于查看堆中各个类的实例数和占用内存大小。该命令将生成一个对象直方图，其中包含不同对象的数量和大小。使用-histo命令的方法如下所示：

jmap -histo 30654

3. -dump:[live,]format=b,file=file_name

该命令用于将JVM堆中所有对象转储到一个文件中，文件格式可以是二进制或文本格式。下面是一个使用此命令的示例：

jmap -dump:live,format=b,file=heap.bin 30654

三、jmap与Java内存泄漏分析

由于Java中的垃圾回收机制可以回收不再使用的内存，但难以处理不再使用但仍然被引用的对象，因此在Java程序中很容易出现内存泄漏问题。jmap可以用于内存泄漏分析，在JVM堆中生成一个快照文件并使用Java Heap Analysis Tool(JHAT)进行分析。下面是一个使用jmap和JHAT分析内存泄漏问题的示例：

// step 1 生成JVM堆转储文件
jmap -dump:format=b,file=heap.bin 30654

// step 2 使用JHAT启动Web服务
jhat heap.bin

// step 3 在Web浏览器中查看
http://localhost:7000/

四、jmap与动态追踪工具 DTrace 配合使用

jmap可以与DTrace相结合使用，实现对JVM堆和线程的实时追踪。下面是一个使用jmap和DTrace进行动态追踪的示例：

// step 1 启动DTrace进程
sudo dtrace -q -n 'java$target:::object-alloc /copyinstr(arg1) == "java/lang/String"/ { printf("Allocated %s\n", copyinstr(arg1)); }'

// step 2 通过pid获取Java进程使用的JVM堆
jmap -heap `pidof java`

// step 3 查看Java进程使用的所有线程
jstack `pidof java`

// step 4 结束DTrace进程
sudo killall -9 dtrace

五、jmap常见问题及解决方法

1. jmap -histo命令会暂停Java程序的执行，因此在生产环境中使用该命令时需要注意对Java应用的影响。

2. 由于jmap是依赖JVMTI技术实现的，所以在某些特殊情况下可能会无法正常工作。例如，在使用HotSpot虚拟机时，当Java应用程序运行时使用了-jvm参数来指定使用不同的虚拟机时，jmap命令可能无法正常使用。

3. 对于非Java堆内存(如直接内存)的转储，jmap命令无法提供支持。对于这种情况，可以考虑使用其他工具，如jcmd和jconsole等。

4. 在使用jmap命令生成堆转储文件时，如果文件过于庞大，可能会导致磁盘空间耗尽。对于这种情况，可以使用jmap的压缩选项-compress来减小文件大小。

5. jmap和JHAT工具的使用需要一定的专业知识和技能，需要在实际的开发和调试过程中经过充分的学习和实践才能熟练使用。

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