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1. 概述

分代版的jmap（新生代，存活区，老生代），是排查内存缓慢泄露，老生代增长过快原因的利器。因为jmap -histo PID 打印的是整个Heap的对象统计信息，而为了定位上面的问题，我们需要专门查看OldGen对象，和Survivor区大龄对象的工具。

vjmap的原始思路来源于R大的TBJMap ，翻新后支持JDK8，支持Survivor区大龄对象过滤，以及大天秤对输出结果不要看歪脖子的执着。

这里有一篇实战：【唯实践】JVM老生代增长过快问题排查，最后定位到是Jedis的锅。

注意：因为vjmap的原理，只支持CMS和ParallelGC，不支持G1。

2.使用说明

Download vjmap-1.0.8.zip (from Maven Central)

2.1 注意事项

注意：vjmap在执行过程中，会完全停止应用一段时间，必须摘流量执行！！！！

  1. JAVA_HOME定义

vjmap使用的java为JAVA_HOME/bin/java, 需要至少JDK7，且与目标应用的JVM使用相同的JDK大版本。

vjmap需要依赖JAVA_HOME/lib/sa-jdi.jar

JAVA_HOME的定位，通过读取环境变量JAVA_HOME，如果没有定义，则尝试通过"which java"定位java从而获得相对路径。

  1. 权限说明

需要root权限 (sudo -E vjmap.sh ...，)，权限与jmap -heap pid相同.

如果无法联通进程时，可尝试执行jstack -F pid, jmap -heap pid 自行比对。

如果在容器中运行，需要打开ptrace权限。

2.2 常用指令

针对活着的进程，PID为进程号

// 打印整个堆中对象的统计信息，按对象的total size排序:
./vjmap.sh -all PID > /tmp/histo.log

// 推荐，打印老年代的对象统计信息，按对象的oldgen size排序，比-all快很多，暂时只支持CMS:
./vjmap.sh -old PID > /tmp/histo-old.log

// 推荐，打印Survivor区的对象统计信息，默认age>=3
./vjmap.sh -sur PID > /tmp/histo-sur.log

// 推荐，打印Survivor区的对象统计信息，查看age>=4的对象
./vjmap.sh -sur:minage=4 PID > /tmp/histo-sur.log

// 推荐，打印Survivor区的对象统计信息，单独查看age＝4的对象:
./vjmap.sh -sur:age=4 PID > /tmp/histo-sur.log

针对CoreDump文件

./vjmap.sh -old ${path_to_java} ${path_to_coredump}

2.3 仅输出存活的对象

原理为正式统计前先执行一次full gc

./vjmap.sh -old:live PID > /tmp/histo-old－live.log

2.4 过滤对象大小，不显示过小的对象:

// 按对象的oldgen size进行过滤，只打印OldGen占用超过1K的数据
./vjmap.sh -old:minsize=1024 PID > /tmp/histo-old.log

2.5 按class name排序，配合大小过滤， 生成用于两次结果比较的报表:

./vjmap.sh -all:minsize=1024,byname PID > /tmp/histo.log

2.6 其他注意事项

  1. 意外停止

vjmap的运行需要一段时间，如果中途需要停止执行，请使用ctrl＋c，或者kill vjmap的PID，让vjmap从目标进程退出。

如果错用了kill -9 ，目标java进程会保持在阻塞状态不再工作，此时必须执行两次 kill -SIGCONT $目标进程PID，重新唤醒目标java进程。

  1. OldGen碎片

如果很久没都有进行过CMS GC or Full GC，OldGen将有非常非常多的Live Regions，执行 -all 和 -old 时将非常缓慢，比如 -all的第一步Get Live Regions就会非常缓慢，如非要故意观察死对象的场景，此时可尝试先触发一次full gc， 如使用vjmap -all:live, 或 jmap -histo:live 或 jcmd GC.run 等。

3.输出示例

3.1 Survivor区年龄大于N的对象统计

Survivor Object Histogram:

 #num  #count     #bytes #Class description
-----------------------------------------------------------------------------------
   1:      37         1k io.netty.buffer.PoolThreadCache$MemoryRegionCache$Entry
   2:       2         64 java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$Node
Total: 39/    1k over age 2

Heap traversal took 1.3 seconds.

4. 使用Eclipse MAT进一步分析

如果只依靠对象统计信息，不足以定位问题，需要使用完整HeapDump，计算对象关联关系来进一步分析时，可以在MAT中使用OQL过滤出老生代的对象。

假设，OldGen地址范围是"0xfbd4c000" ～ "0xfce94050"

SELECT * FROM INSTANCEOF java.lang.Object t WHERE toHex(t.@objectAddress) <= "0xfce94050" AND toHex(t.@objectAddress) >= "0xfbd4c000"

注意，MAT要在偏好设置中 勾选 "Keep unreachable object"

用如下方式可获得老生代地址：

第一种方式是在启动参数增加 -XX:+PrintHeapAtGC，每次GC都打印地址

第二种方式是使用vjmap的命令，在-old, -sur, -address 中，都会打印出该区间的地址

第三种方式，使用vjmap的address命令，快速打印各代地址，不会造成过长时间停顿

./vjmap.sh -address PID

输出如下：

  eden [0x0000000119000000,0x0000000119c4a258,0x0000000121880000) space capacity = 143130624, 9.003395387977907 used
  from [0x0000000121880000,0x0000000121880000,0x0000000122990000) space capacity = 17891328, 0.0 used
  to   [0x0000000122990000,0x0000000122990000,0x0000000123aa0000) space capacity = 17891328, 0.0 used
concurrent mark-sweep generation
free-list-space[ 0x0000000123aa0000 , 0x0000000139000000 ) space capacity = 357957632 used(4%)= 17024696 free= 340932936

上例中的 0x123aa0000 即为OldGen的下界。 注意OQL中使用时要把数值前的那串0去掉。

5. 打印加载的Class列表

./vjmap.sh -class PID

为了兼容JDK8，不再打印Class所在的Jar包

6. 与TBJMap的对比

  • 兼容JDK8
  • 新功能：Survivor区 age大于N的对象统计
  • 新功能：打印各分代的地址区间，用于MAT进一步分析
  • 性能提升：直接访问Survivor或OldGen区，而不是以Heap Visitor回调的方式访问整个Heap
  • 新配置项：按对象的占用内存进行过滤，不显示过小的对象
  • 新配置项：按对象的名称进行排序，可用于两次统计结果的比对
  • 输出改进：报表数字的单位化(k,m,g)与对齐，OldGen报表默认按对象在OldGen的大小排序