Java 内存区域

在查看内存之前,最好先了解一下 Java 内存的主要区域，这有助于你理解各种工具输出的含义：

1. 堆内存：

   • 作用：存放对象实例和数组，是垃圾收集器管理的主要区域。
   • 查看：这是我们最常关注的部分，关注其已使用、最大和空闲容量。

2. 非堆内存 / 元空间：

   • 作用：存放类元数据、 JIT（即时编译器）编译后的代码缓存、线程等。
   • 查看：关注其使用情况，如果这里满了也可能导致 OutOfMemoryError。

3. 线程栈：

   • 作用：每个线程在创建时都会分配一个私有的栈空间，用于存储局部变量、方法调用等。
   • 查看：关注线程数量和单个栈大小，如果线程过多或单个栈过大，会消耗大量内存。

使用 jps 和 jstat (JDK 内置工具)

这是最常用、最轻量级的方法，无需安装任何额外软件。

步骤 1: 找到 Java 进程 ID

你需要查看当前系统中有哪些 Java 进程在运行。

# 显示所有 Java 进程的 ID 和主类名
jps
# 或者显示更详细的信息，包括 jar 包路径
jps -l

输出示例：

12345 com.example.MyApplication
67890 org.apache.catalina.startup.Bootstrap
9876 sun.tools.jps.Jps

这里的 12345 和 67890 就是你需要关注的 Java 进程 ID。

步骤 2: 使用 jstat 查看内存统计

jstat 是一个强大的性能监控工具，可以实时查看 JVM 的各种运行时数据。

查看堆内存使用概览

# jstat -gc <PID> <interval> <count>
# PID: Java 进程 ID
# interval: 采样间隔（毫秒）
# count: 采样次数，不填则持续采样
# 示例：每 1 秒查看一次 PID 为 12345 的进程的 GC 情况，共 10 次
jstat -gc 12345 1000 10

输出解读：

 S0C    S1C    ...   UGCM    UGCT    ...   EU      OU     ...  YGC     YGCT    ...   GCT    ...
512.0   512.0  ...   0.00    0.000   ...   26.43   6.86   ...  2      0.050   ...   0.050  ...
512.0   512.0  ...   0.00    0.000   ...   26.43   6.86   ...  2      0.050   ...   0.050  ...
...

• S0C / S1C: Survivor 0 和 Survivor 1 区的容量（Capacity）。
• EC: Eden 区的容量。
• OU: Old 区已使用的大小。
• PU: Perm / Metaspace 区已使用的大小 (在 JDK 8+ 中为 Metaspace)。
• YGC: Young GC 次数。
• YGCT: Young GC 耗时。
• FGC: Full GC 次数。
• FGCT: Full GC 耗时。
• GCT: 总 GC 耗时。
• EU: Eden 区已使用的大小。
• EU: Eden 区已使用的大小。

查看内存使用摘要

如果你想快速了解堆内存的总体情况,可以使用 -gccapacity 选项。

jstat -gccapacity 12345

输出解读：

 NGCMN    NGCMX     NGC     S0C   S1C       ... 
 8192.0   8192.0    8192.0  512.0  512.0     ...

• NGCMN / NGCMX / NGC: New Generation (新生代) 的最小、最大和当前容量。
• OGCMN / OGCMX / OGC: Old Generation (老年代) 的最小、最大和当前容量。
• MetaspaceCM: Metaspace 的最大容量。

使用 jmap (JDK 内置工具)

jmap 主要用于生成 JVM 的内存转储快照，或者查看堆内存的详细信息。

生成堆转储文件

当怀疑内存泄漏时,可以使用 jmap 生成一个 .hprof 文件，然后用工具（如 Eclipse MAT, VisualVM）进行分析。

# jmap -dump:format=b,file=<filename.hprof> <PID>
# format=b 表示二进制格式
# 示例：为 PID 12345 生成堆转储文件 heapdump.hprof
jmap -dump:format=b,file=heapdump.hprof 12345

注意：生成堆转储是一个比较重的操作，可能会让 JVM 暂停，请在业务低峰期执行。

查看堆内存的直方图

可以查看堆中对象的数量和大小分布,有助于快速定位占用内存最多的对象类型。

# jmap -histo <PID>
# 如果想看到所有类（包括JDK内部类），加上 -all 选项
# 示例：查看 PID 12345 的对象直方图
jmap -histo 12345

输出解读：

 num     #instances         #bytes  class name
---------------------------------------
   1         150000        24000000  [C
   2          50000        16000000  java.lang.String
   3          10000         8000000  com.example.MyObject
...

• #instances: 对象实例数量。
• #bytes: 占用总字节数。
• class name: 类名。

使用 top / htop (系统级工具)

这些是通用的 Linux 系统进程监控工具，可以快速查看一个进程占用了多少物理内存。

# 按内存使用率排序 (P: 按 CPU 排序, M: 按 内存 排序)
top
# 或者使用更友好的 htop
htop

然后按 M 键，找到你的 Java 进程，你会看到 RES (或 RESIDENT) 列，这表示该进程占用的物理内存大小。

• 优点：快速、直观，无需任何 JDK 工具。
• 缺点：无法区分 Java 堆内存、非堆内存等内部细节，只知道总的内存占用。

使用 jcmd (JDK 内置工具，JDK 7+)

jcmd 是一个多功能命令行工具，可以替代 jps, jstat, jmap 等多个工具，它通过向 JVM 发送命令来获取信息。

列出所有 Java 进程

jps -l
# 或者
jcmd

查看内存使用情况

# jcmd <PID> GC.heap_info
jcmd 12345 GC.heap_info

查看 GC 统计信息

# jcmd <PID> GC.class_histogram
# 功能与 jmap -histo 类似
jcmd 12345 GC.class_histogram
# jcmd <PID> GC.info
# 功能与 jstat -gc 类似
jcmd 12345 GC.info

使用可视化工具 (图形界面)

如果你不习惯命令行,可以使用图形化的监控工具。

VisualVM

VisualVM 是 JDK 自带的一款强大的监控、故障排查和性能分析工具。

1. 启动：在终端输入 jvisualvm。
2. 连接：它会自动扫描并显示本地所有运行的 Java 应用，你也可以添加远程主机。
3. 监控：
   • 监控：实时查看 CPU、堆内存、类、线程等信息。
   • Sampler：可以抽样分析 CPU 和内存，查看哪个方法/对象最耗时/耗内存。
   • Visual GC：一个强大的插件，可以实时、图形化地展示 GC 的各个区域的活动情况，非常直观。

JConsole

JConsole 是另一个 JDK 自带的简单监控工具。

1. 启动：在终端输入 jconsole。
2. 连接：选择要监控的本地进程。
3. 监控：提供内存、线程、类等基本信息的图表视图，但比 VisualVM 简单。

总结与推荐

实践建议

1. 日常巡检：使用 top 或 htop 快速查看 Java 进程的总内存占用，如果发现异常，再使用 jstat -gc <PID> 深入查看堆内存和 GC 情况。
2. 性能调优/问题排查：启动 VisualVM，利用其图形化界面（特别是 Visual GC 插件）实时观察 JVM 内部状态，结合 jmap -histo 分析对象。
3. 怀疑内存泄漏：使用 jmap -dump 生成堆快照，然后用 Eclipse MAT 等工具进行分析，找到无法被回收的对象。

希望这份详细的指南能帮助你更好地在 Linux 上监控 Java 应用的内存！