JVM内存分析是Java开发中至关重要的技能，能够帮助开发者定位内存泄漏、优化内存使用、排查性能问题，本文将详细介绍常用的JVM内存分析命令，涵盖基础监控、堆转储分析、线程分析等多个维度,并结合实际场景说明其应用方法。

基础监控命令

在排查内存问题时，首先需要了解JVM的运行状态，包括内存使用情况、线程状态等,以下命令可以快速获取概览信息：

jps（Java Virtual Machine Process Status Tool）

jps命令用于列出当前系统中所有Hotspot虚拟机的进程ID及其主类名称。

jps -l

输出示例：

12345 org.example.MyApplication
67890 sun.tools.jps.Jps

通过jps可以快速定位目标Java进程的PID,为后续分析提供基础。

jstat（JVM Statistics Monitoring Tool）

jstat是实时监控JVM运行状态的工具，可以查看堆内存使用、GC频率、类加载等信息,常用参数包括：

• -gc：显示堆内存各区域（Eden、Survivor、Old、Metaspace）的使用情况和GC统计。
• -gccapacity：显示堆内存各区域的最大、最小和当前容量。
• -gcutil：显示堆内存各区域的内存使用百分比。
• -class：显示类加载、卸载数量和类占用空间。

示例：

jstat -gcutil 12345 1s

输出示例：

  S0C    S1C    S0U    S1U      EC       EU        OC         OU      MC     MU    CCSC   CCSU   YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT    LGCT    CGC    CGCT    GCT    CGCT    GCT     Load
 512.0   512.0    0.0    0.0   4096.0    500.0    10240.0     2000.0   512.0   100.0   128.0    50.0      2    0.100     0      0.000   0.100    0.000    0      0.000   0.100    0.000   0.100    0.50

通过jstat可以实时观察内存变化趋势,判断是否存在内存泄漏或GC频繁问题。

jinfo（Configuration Info Tool）

jinfo用于查看或修改JVM的运行时参数,查看目标进程的JVM参数：

jinfo -flags 12345

输出示例： `` -XX:InitialHeapSize=1048576 -XX:MaxHeapSize=4294967296 -XX:MetaspaceSize=21807104 -XX:+UseG1GC

若需查看系统属性，可使用`jinfo -sysprops`。
### 二、堆转储分析命令
当怀疑存在内存泄漏时，需要生成堆转储文件（Heap Dump）并分析内存对象分布。
#### 1. jmap（Memory Map Tool）
`jmap`用于生成堆转储文件或查看内存映射，常用参数：
- `-dump:format=b,file=heap.hprof`：生成二进制格式的堆转储文件。
- `-heap`：显示堆配置信息（如GC算法、堆大小）。
- `-histo`：显示堆内存中对象的直方图统计（类名、对象数量、内存占用）。
示例生成堆转储：
```bash
jmap -dump:format=b,file=/tmp/heap.hprof 12345

注意：在生产环境中生成堆转储可能对性能造成影响,建议在低峰期操作。

jhat（Heap Analysis Tool）

jhat用于分析堆转储文件,提供Web界面查询对象关系。

jhat /tmp/heap.hprof

启动后通过浏览器访问http://localhost:7000查看分析结果，但jhat功能有限，推荐使用更专业的工具如Eclipse MAT或VisualVM。

VisualVM（VisualVM）

VisualVM是JDK自带的图形化工具，整合了jps、jstat、jmap等功能，支持堆转储分析和CPU性能分析,启动方式：

jvisualvm

在VisualVM中可连接本地或远程JVM进程，实时监控内存、线程，并生成堆转储报告，其“OQL查询”功能支持类似SQL的语句查询内存对象，

select {it.toString()} from java.lang.String s where s.count > 1000

线程与内存分析进阶命令

jstack（Stack Trace Tool）

jstack用于生成线程快照，分析线程状态（如死锁、阻塞）。

jstack -l 12345 > thread_dump.log

输出中可查看线程ID、名称、状态（RUNNABLE、BLOCKED等）及堆栈信息，若发现大量线程处于WAITING或BLOCKED状态,可能存在锁竞争或性能瓶颈。

MAT（Memory Analyzer Tool）

Eclipse MAT是强大的堆转储分析工具，可生成“泄漏嫌疑报告”（Leak Suspects Report），快速定位内存泄漏原因,其功能包括：

• 支配树分析：识别占用内存最多的对象。
• 路径到GC Roots：查看对象为何无法被GC回收。
• 自动报告：检测常见内存泄漏模式（如集合未清理、静态变量引用）。

Arthas

Arthas是阿里巴巴开源的Java诊断工具,支持在线动态监控和分析。

# 启动Arthas并连接进程
java -jar arthas-boot.jar 12345
# 查看内存信息
memory
# 查看对象信息
ognl '@java.lang.management.ManagementFactory@getMemoryMXBean().getHeapMemoryUsage()'

Arthas支持实时观察内存变化,无需重启应用。

内存分析流程总结

1. 初步监控：使用jps定位进程，jstat观察内存和GC趋势。
2. 生成堆转储：通过jmap或VisualVM生成堆转储文件。
3. 分析堆转储：使用MAT或VisualVM定位大内存对象和泄漏原因。
4. 线程分析：通过jstack检查线程状态,排查死锁或阻塞。
5. 动态监控：结合Arthas实时分析内存变化。

相关问答FAQs

Q1: 如何判断JVM是否存在内存泄漏？
A: 内存泄漏的典型特征包括：

• 堆内存持续增长，GC后内存不下降（可通过jstat -gcutil观察）。
• Full GC频繁触发（通过jstat -gc中的FGC和GCT字段判断）。
• 生成堆转储后，MAT显示“泄漏嫌疑报告”或存在大量无法回收的对象（如集合类、静态变量引用的对象）。
  可通过对比不同时间点的堆转储,确认对象数量是否异常增长。

Q2: 生产环境如何安全生成堆转储？
A: 生产环境生成堆转储需注意：

1. 选择低峰期：避免在业务高峰期操作，减少对性能的影响。
2. 使用工具限制：通过jmap -dump:live仅转储存活对象，减少文件大小。
3. 监控命令执行：执行jmap前检查CPU和内存使用，避免触发OOM。
4. 替代方案：优先使用VisualVM或Arthas的远程堆转储功能，避免直接在服务器上操作。
5. 文件清理：转储完成后及时删除文件,避免占用磁盘空间。