下面我将从 命令行工具、可视化工具 和 Java 内置 API 三个层面，为你详细介绍常用的 JVM 监控命令和方法,并提供实际案例。

命令行工具

这些是 JVM 自带的、最常用、最直接的监控工具，通常在 JDK 的 bin 目录下。

jps - Java Virtual Machine Process Status Tool

作用：列出当前正在运行的 Java 进程的 ID 和主类名。

常用选项：

• jps：只显示进程 ID 和主类名。
• jps -l：显示完整的主类包名或 JAR 文件名。
• jps -v：显示传递给 JVM 的参数。
• jps -m：显示传递给 main 方法的参数。

示例：

# 列出所有 Java 进程
$ jps -l
12345 /path/to/your/application.jar
67890 org.apache.catalina.startup.Bootstrap
# 查看某个 JVM 的启动参数
$ jps -v 12345
...
-XX:+UseG1GC -Xms512m -Xmx512m ...

jstat - JVM Statistics Monitoring Tool

作用：监控 JVM 的运行时行为，包括堆内存、垃圾回收（GC）情况等，这是分析 GC 问题的核心工具。

常用选项：

• jstat -gc <pid>：查看 GC 的详细信息（堆内、堆外）。
  • S0C, S1C：Survivor 0/1 区的容量。
  • S0U, S1U：Survivor 0/1 区的使用量。
  • EC, EU：Eden 区的容量和使用量。
  • OC, OU：Old 区的容量和使用量。
  • MC, MU：元空间的容量和使用量。
  • CCSC, CCSU：压缩类空间容量和使用量。
  • YGC, YGT：Young GC 次数和耗时。
  • FGC, FGCT：Full GC 次数和耗时。
  • GCT：总 GC 耗时。
  • GCC：GC 时间占总时间的百分比。
• jstat -gcutil <pid>：以百分比形式展示内存使用情况,更直观。
• jstat -gccapacity <pid>：查看各内存区域的最大、最小和当前容量。
• jstat -gcnew <pid>：查看新生代 GC 情况。
• jstat -gcold <pid>：查看老年代 GC 情况。
• jstat -t <pid>：在输出中带有一个时间戳,方便观察随时间变化。

示例：

# 每 1 秒监控一次 PID 为 12345 的进程的 GC 情况
$ jstat -gcutil 12345 1000
 S0    S1    E     O     M    CCS    YGC     YGT    FGC    FGCT     GCT    GCC    LGCT    SCT    TT    FTMT    TMA
  0.00  0.00  30.45 65.12 95.43  90.12      5    0.123     2    0.456   0.579  0.456    0.01    0.00       2.0       1.0
  0.00  0.00  45.12 65.12 95.43  90.12      5    0.123     2    0.456   0.579  0.456    0.01    0.00       2.0       1.0
# 从输出可以看出，Eden 区使用率在持续上升，很快就要触发 Young GC 了。

jmap - Memory Map for Java

作用：生成 Java 堆的转储快照（Heap Dump）,或者查看堆内存的详细信息。

常用选项：

• jmap -histo <pid>：查看堆中对象的实例数量和大小分布，按占用内存大小降序排列，可以快速发现占用内存最多的对象。
  • num：对象数量。
  • #instances：同上。
  • #bytes：占用总字节数。
  • class name：类名。
• jmap -dump:format=b,file=<filename.hprof> <pid>：生成一个二进制的堆转储文件（.hprof），这个文件可以用 MAT 或 VisualVM 等工具分析,是定位内存泄漏的利器。
• jmap -heap <pid>：查看 JVM 的堆内存配置信息，包括使用的垃圾回收器、各区域大小等。

示例：

# 查看堆中对象的分布
$ jmap -histo 12345
 num     #instances         #bytes  class name
----------------------------------------------
   1:         12345       12345000  [C  (char数组)
   2:         10000       10000000  java.lang.String
   3:            50         500000  com.example.YourLeakyObject
# 生成堆转储文件
$ jmap -dump:format=b,file=heapdump_12345.hprof 12345

jstack - Java Stack Trace

作用：生成指定 Java 进程的线程快照（Thread Dump），可以用来分析线程状态、死锁、CPU 100% 等问题。

常用选项：

• jstack <pid>：生成线程快照。
• jstack -l <pid>：生成更详细的线程快照,包含锁的信息。
• jstack -F <pid>：当进程没有响应时,强制生成线程快照。

如何分析线程快照：

1. 找到 RUNNABLE 状态的线程，特别是 CPU 占用高的线程（nid 对应系统的线程 ID，可以用 top -H -p <pid> 找到具体是哪个线程）。
2. 查找 BLOCKED 状态的线程,看是否存在线程等待锁。
3. 搜索 Found one Java-level deadlock!,直接定位死锁问题。

示例：

# 生成线程快照
$ jstack 12345 > threaddump_12345.log
# 在 Linux 上找到 CPU 占用高的线程
$ top -H -p 12345
# 假设发现 nid 为 0x1234 的线程 CPU 占用 99%
# 然后在 threaddump 文件中搜索 nid 0x1234
$ grep 0x1234 threaddump_12345.log
"Thread-0" #1234 prio=5 os_prio=0 cpu=98.45% elapsed=10.23s tid=0x00007f8c00000400 nid=0x1234 runnable  [0x00007f8c...]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE
        at com.example.YourCPUHungryMethod(Native Method)
        at com.example.YourCPUHungryMethod(YourCPUHungryMethod.java:50)
        ...

jcmd - The Command Line Interface for the JVM

作用：一个多功能工具，可以替代 jps, jinfo, jmap, jstack 等多个命令，它可以直接向 JVM 发送诊断命令,功能更强大。

常用选项：

• jcmd：列出所有 Java 进程及其可用的命令。
• jcmd <pid> help：查看指定进程支持的所有命令。
• jcmd <pid> GC.heap_info：查看堆内存信息（类似 jmap -heap）。
• jcmd <pid> Thread.print：生成线程快照（类似 jstack）。
• jcmd <pid> GC.class_histogram：查看对象实例分布（类似 jmap -histo）。
• jcmd <pid> GC.heap_dump <filename.hprof>：生成堆转储（类似 jmap -dump）。
• jcmd <pid> VM.native_memory summary：查看本地内存使用情况，对排查 Direct Memory 或 JNI 问题非常有用。

示例：

# 列出所有进程和可用命令
$ jcmd
12345 com.example.Main
67890 org.apache.catalina.startup.Bootstrap
# 查看进程 12345 的所有可用命令
$ jcmd 12345 help
# 生成堆转储
$ jcmd 12345 GC.heap_dump heapdump_jcmd.hprof
# 查看本地内存使用
$ jcmd 12345 VM.native_memory summary

可视化工具

对于不习惯命令行的开发者,可视化工具提供了更直观的界面。

VisualVM

VisualVM 是 JDK 自带的图形化工具，功能非常全面，是监控本地和远程 JVM 的瑞士军刀。

如何启动：

# 在 JDK bin 目录下
$ jvisualvm

主要功能：

• 监控：实时查看 CPU、堆内存、元空间、线程、类加载等信息。
• Sampler：可以对 CPU 和内存进行抽样分析,找出热点代码和内存分配热点。
• Visual GC：实时展示 GC 的活动情况,非常直观。
• OQL (Object Query Language)：类似 SQL 的查询语言,可以在堆转储文件中查询对象。
• MBeans：查看和管理 JMX MBeans。

JConsole

JConsole 是另一个 JDK 自带的轻量级监控工具，基于 JMX，功能比 VisualVM 简单,但足以进行基本的监控。

如何启动：

$ jconsole

主要功能：

• 显示内存使用情况。
• 显示线程状态和死锁检测。
• 显示类的加载情况。
• 查看 VM 概要信息。

Eclipse MAT (Memory Analyzer Tool)

专门用于分析堆转储文件（.hprof）的强大工具。

主要功能：

• Leak Suspects Report：自动生成内存泄漏嫌疑报告,直接告诉你哪个对象是泄漏的根源。
• Dominator Tree：支配者树，可以快速找到一组对象中最大的对象,以及被哪些对象强引用。
• Histogram：直方图,查看对象实例数量和大小。
• Path to GC Roots：查看一个对象到 GC Roots 的引用链,这是确定对象为何无法被回收的关键。

Java 内置 API (编程式监控)

在代码中集成监控，可以实现更灵活、自动化的监控。

java.lang.management 包

提供对 JVM 和操作系统管理信息的访问，是 JMX 的 Java 标准 API。

示例：

import java.lang.management.*;
public class JvmInfo {
    public static void main(String[] args) {
        // 获取运行时信息
        RuntimeMXBean runtimeBean = ManagementFactory.getRuntimeMXBean();
        System.out.println("JVM Name: " + runtimeBean.getVmName());
        System.out.println("JVM Version: " + runtimeBean.getVmVersion());
        System.out.println("Uptime (ms): " + runtimeBean.getUptime());
        // 获取内存信息
        MemoryMXBean memoryBean = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
        MemoryUsage heapUsage = memoryBean.getHeapMemoryUsage();
        System.out.println("\nHeap Memory Usage:");
        System.out.println("  Used: " + heapUsage.getUsed() / 1024 / 1024 + " MB");
        System.out.println("  Max: " + heapUsage.getMax() / 1024 / 1024 + " MB");
        System.out.println("  Committed: " + heapUsage.getCommitted() / 1024 / 1024 + " MB");
        // 获取线程信息
        ThreadMXBean threadBean = ManagementFactory.getThreadMXBean();
        System.out.println("\nThread Count: " + threadBean.getThreadCount());
        System.out.println("Daemon Thread Count: " + threadBean.getDaemonThreadCount());
    }
}

JMX (Java Management Extensions)

JMX 是一个更强大的框架，允许你通过外部管理工具（如 VisualVM, JConsole, 或自定义的客户端）来监控和管理正在运行的 Java 应用。

如何暴露 MBean：

1. MBean 接口：定义一个接口，名称以 MBean
2. MBean 实现：实现该接口。
3. 注册 MBean：使用 MBeanServer 将你的 MBean 实现注册到 JVM 中。

// 1. MBean 接口
public interface HelloMBean {
    String getName();
    void setName(String name);
    int getCacheSize();
    void setCacheSize(int size);
    void sayHello();
}
// 2. MBean 实现
public class Hello implements HelloMBean {
    private String name;
    private int cacheSize;
    @Override
    public String getName() { return name; }
    @Override
    public void setName(String name) { this.name = name; }
    @Override
    public int getCacheSize() { return cacheSize; }
    @Override
    public void setCacheSize(int size) {
        this.cacheSize = size;
        System.out.println("Cache size now set to: " + this.cacheSize);
    }
    @Override
    public void sayHello() {
        System.out.println("Hello, " + name + "!");
    }
}
// 3. 注册 MBean
public class JmxAgent {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MBeanServer mbs = ManagementFactory.getPlatformMBeanServer();
        ObjectName name = new ObjectName("com.example:type=Hello");
        Hello mbean = new Hello();
        mbs.registerMBean(mbean, name);
        System.out.println("Waiting for JMX client...");
        Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);
    }
}