jmap命令詳解

一、jmap命令工作原理

jmap命令是基於JVMTI( Java 虛擬機工具介面)工作的。定期或者在執行jmap 命令時，JVM會暫停Java程序執行，然後在JVM進程中創建一個內存映射文件，並將其用於堆轉儲文件的創建。在創建過程中，jmap會遍歷整個堆空間並拷貝堆空間中的所有活動對象到內存映射文件中。由於內存映射文件是一個虛擬文件，所以jmap可以快速的完成堆轉儲的過程。

二、jmap常用參數

1. -heap

該命令用於生成Java堆快照的信息，它可以輸出Java堆的布局和各個區域的使用情況，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

該命令用於查看堆中各個類的實例數和佔用內存大小。該命令將生成一個對象直方圖，其中包含不同對象的數量和大小。使用-histo命令的方法如下所示：

jmap -histo 30654

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

該命令用於將JVM堆中所有對象轉儲到一個文件中，文件格式可以是二進位或文本格式。下面是一個使用此命令的示例：

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

三、jmap與Java內存泄漏分析

由於Java中的垃圾回收機制可以回收不再使用的內存，但難以處理不再使用但仍然被引用的對象，因此在Java程序中很容易出現內存泄漏問題。jmap可以用於內存泄漏分析，在JVM堆中生成一個快照文件並使用Java Heap Analysis Tool(JHAT)進行分析。下面是一個使用jmap和JHAT分析內存泄漏問題的示例：

// step 1 生成JVM堆轉儲文件
jmap -dump:format=b,file=heap.bin 30654

// step 2 使用JHAT啟動Web服務
jhat heap.bin

// step 3 在Web瀏覽器中查看
http://localhost:7000/

四、jmap與動態追蹤工具 DTrace 配合使用

jmap可以與DTrace相結合使用，實現對JVM堆和線程的實時追蹤。下面是一個使用jmap和DTrace進行動態追蹤的示例：

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

// step 2 通過pid獲取Java進程使用的JVM堆
jmap -heap `pidof java`

// step 3 查看Java進程使用的所有線程
jstack `pidof java`

// step 4 結束DTrace進程
sudo killall -9 dtrace

五、jmap常見問題及解決方法

1. jmap -histo命令會暫停Java程序的執行，因此在生產環境中使用該命令時需要注意對Java應用的影響。

2. 由於jmap是依賴JVMTI技術實現的，所以在某些特殊情況下可能會無法正常工作。例如，在使用HotSpot虛擬機時，當Java應用程序運行時使用了-jvm參數來指定使用不同的虛擬機時，jmap命令可能無法正常使用。

3. 對於非Java堆內存(如直接內存)的轉儲，jmap命令無法提供支持。對於這種情況，可以考慮使用其他工具，如jcmd和jconsole等。

4. 在使用jmap命令生成堆轉儲文件時，如果文件過於龐大，可能會導致磁碟空間耗盡。對於這種情況，可以使用jmap的壓縮選項-compress來減小文件大小。

5. jmap和JHAT工具的使用需要一定的專業知識和技能，需要在實際的開發和調試過程中經過充分的學習和實踐才能熟練使用。