性能优化一向是后端服务优化的重点，但是线上性能故障问题不是经常出现，或者受限于业务产品，根本就没办法出现性能问题，包括笔者自己遇到的性能问题也不多，所以为了提前储备知识，当出现问题的时候不会手忙脚乱，我们本篇文章来模拟下常见的几个Java性能故障，来学习怎么去分析和定位。

　　既然是定位问题，肯定是需要借助工具，我们先了解下需要哪些工具可以帮忙定位问题。

　　top命令

　　top命令是我们最常用的Linux命令之一，它可以实时的显示当前正在执行的进程的CPU使用率，内存使用率等系统信息。top -Hp pid 可以查看线程的系统资源使用情况。

　　vmstat命令

　　vmstat是一个指定周期和采集次数的虚拟内存检测工具，可以统计内存，CPU，swap的使用情况，它还有一个重要的常用功能，用来观察进程的上下文切换。字段说明如下:

　　r: 运行队列中进程数量(当数量大于CPU核数表示有阻塞的线程)

　　b: 等待IO的进程数量

　　swpd: 使用虚拟内存大小

　　free: 空闲物理内存大小

　　buff: 用作缓冲的内存大小(内存和硬盘的缓冲区)

　　cache: 用作缓存的内存大小(CPU和内存之间的缓冲区)

　　si: 每秒从交换区写到内存的大小，由磁盘调入内存

　　so: 每秒写入交换区的内存大小，由内存调入磁盘

　　bi: 每秒读取的块数

　　bo: 每秒写入的块数

　　in: 每秒中断数，包括时钟中断。

　　cs: 每秒上下文切换数。

　　us: 用户进程执行时间百分比(user time)

　　sy: 内核系统进程执行时间百分比(system time)

　　wa: IO等待时间百分比

　　id: 空闲时间百分比

　　pidstat命令

　　pidstat 是 Sysstat 中的一个组件，也是一款功能强大的性能监测工具，top 和 vmstat 两个命令都是监测进程的内存、CPU 以及 I/O 使用情况，而 pidstat 命令可以检测到线程级别的。pidstat命令线程切换字段说明如下：

　　UID ：被监控任务的真实用户ID。

　　TGID ：线程组ID。

　　TID：线程ID。

　　cswch/s：主动切换上下文次数，这里是因为资源阻塞而切换线程，比如锁等待等情况。

　　nvcswch/s：被动切换上下文次数，这里指CPU调度切换了线程。

　　jstack命令

　　jstack是JDK工具命令，它是一种线程堆栈分析工具，最常用的功能就是使用 jstack pid 命令查看线程的堆栈信息，也经常用来排除死锁情况。

　　jstat 命令

　　它可以检测Java程序运行的实时情况，包括堆内存信息和垃圾回收信息，我们常常用来查看程序垃圾回收情况。常用的命令是jstat -gc pid。信息字段说明如下：

　　S0C：年轻代中 To Survivor 的容量(单位 KB);

　　S1C：年轻代中 From Survivor 的容量(单位 KB);

　　S0U：年轻代中 To Survivor 目前已使用空间(单位 KB);

　　S1U：年轻代中 From Survivor 目前已使用空间(单位 KB);

　　EC：年轻代中 Eden 的容量(单位 KB);

　　EU：年轻代中 Eden 目前已使用空间(单位 KB);

　　OC：老年代的容量(单位 KB);

　　OU：老年代目前已使用空间(单位 KB);

　　MC：元空间的容量(单位 KB);

　　MU：元空间目前已使用空间(单位 KB);

　　YGC：从应用程序启动到采样时年轻代中 gc 次数;

　　YGCT：从应用程序启动到采样时年轻代中 gc 所用时间 (s);

　　FGC：从应用程序启动到采样时 老年代(Full Gc)gc 次数;

　　FGCT：从应用程序启动到采样时 老年代代(Full Gc)gc 所用时间 (s);

　　GCT：从应用程序启动到采样时 gc 用的总时间 (s)。

　　jmap命令

　　jmap也是JDK工具命令，他可以查看堆内存的初始化信息以及堆内存的使用情况，还可以生成dump文件来进行详细分析。查看堆内存情况命令jmap -heap pid。

　　mat内存工具

　　MAT(Memory Analyzer Tool)工具是eclipse的一个插件(MAT也可以单独使用)，它分析大内存的dump文件时，可以非常直观的看到各个对象在堆空间中所占用的内存大小、类实例数量、对象引用关系、利用OQL对象查询，以及可以很方便的找出对象GC Roots的相关信息。

　　idea中也有这么一个插件，就是JProfiler。