JAVA_HOME/binにあるコマンド、いくつ使っていますか？[JVM関連ツール編]（JJUGナイトセミナー「Java解析ツール特集」発表資料）

© 2021 NTT DATA Corporation
JAVA_HOME/binにあるコマンド、いくつ使っていますか？
[JVM関連ツール編]
2021年10月7日 JJUGナイトセミナー
株式会社NTTデータ
阪田浩一

2
自己紹介
 株式会社NTTデータ所属
 OpenJDK関連の研究開発
 Javaでのサポート、トラブルシュート、障害解析
 Javaチャンピオン
 OpenJDK Author (開発者権限が少しある)
 とにかくJVMに（詳しく）なりたい
阪田浩一
jyukutyo

3
このセッションの対象と想定している方
 Javaアプリケーションの開発運用をしている方
 トラブルシュート経験がある方には
"復習"となります
入門的な内容です！

JAVA_HOME/binにある
コマンド

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JAVA_HOME/binディレクトリ
 Java 8 : 43個
 Java 17: 28個

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https://docs.oracle.com/en/java/javase/17/docs/specs/man/index.html
28個ある

7
このセッションでの"解析ツール"の範囲
 問題（障害、不具合など）を解決する
 データ取得、収集ツール
 収集したデータの解析（可視化）ツール

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このセッションでの"解析ツール"の範囲
 問題（障害、不具合など）を解決する
 データ取得、収集ツール
• 収集に関する設定の追加変更を含む
 収集したデータの解析（可視化）ツール

その要求このコマンドで
満たせます

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要求 No.1
 障害発生！今後再発したらすぐスレッドダンプを
取っておいて！
 jcmdコマンドでスレッドダンプを取ろう
 jstackコマンドは使わない
https://docs.oracle.com/en/java/javase/17/troubleshoot/diagnostic-tools.html#GUID-36CBAF37-0B61-4455-9183-1268E6D497DD

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要求 No.2
 フライトレコードを取りたい！
アプリケーションは再起動させずにね！
 jcmdコマンドでレコーディングを開始しよう

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要求 No.3
 Unified Loggingのログ出力を設定したい！
アプリケーションは再起動させずにね！
 jcmdコマンドでULログ出力を設定しよう

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結論
 jcmdがあれば何でもできる！
 注: ↑は誇張表現です
 対象はローカルプロセスのみ
 jcmd <pid|main_class> command ...
• pidはプロセスIDのこと
• 以降pidの方を使います

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前述の要求を実現するjcmdのコマンド
 要求 No.1: スレッドダンプ取得
 jcmd <pid> Thread.print
 要求 No.2: フライトレコード開始
 jcmd <pid> JFR.start duration=1m filename=app.jfr
 要求 No.3: ログ設定追加
 jcmd <pid> VM.log output="sample.log"
output_options="filecount=3"

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jcmdでのコマンドのドメイン
ドメイン内容
VM JVMの実行情報取得ログ設定など
Compiler JITコンパイラ関連
GC ガベージコレクション関連
Thread 現状スレッドダンプのみ
JVMTI JVM Tool Interface関連エージェントのロードなど
JFR フライトレコード関連
ManagementAgent JMXエージェント関連
 jcmd <pid> command (ドメイン.操作という形式)
 コマンドとは別個の命令としてPerfcounter.printもある

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pidを調べる
 pidとはプロセスIDのこと
 jcmdで調べられる！
 以前からあるjpsでもOK - 2つはオプションに差異あり

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利用できるコマンドを確認するには
 jcmd <pid> help

© 2021 NTT DATA Corporation 18
各ドメインを概観します

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Threadドメイン
 jcmd <pid> Thread.print のみ

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各コマンドの詳細を確認するには
 jcmd <pid> help command

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VMドメイン
 JVM関連の情報取得、設定変更
VM.classloader_stats VM.print_touched_methods
VM.class_hierarchy VM.set_flag
VM.command_line VM.stringtable
VM.dynlibs VM.symboltable
VM.info VM.systemdictionary
VM.log VM.system_properties
VM.flags VM.uptime
VM.native_memory VM.version

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VMドメイン
 JVM関連の情報取得、設定変更
VM.classloader_stats VM.print_touched_methods
VM.class_hierarchy VM.set_flag
VM.command_line VM.stringtable
VM.dynlibs VM.symboltable
VM.info VM.systemdictionary
VM.log VM.system_properties
VM.flags VM.uptime
VM.native_memory VM.version

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脱線: Java 16のjcmdにおけるULログ設定バグ

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脱線: jcmdのバグ修正
https://bugs.openjdk.java.net/browse/JDK-8265047

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脱線: Java 17のjcmdでのULログ

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脱線: jcmdのバグ修正
 jcmd, jhsdb (後述) などのコマンド関連では
Java 17に対して3つほどコントリビュートできた
 コマンドは試しやすいのでバグを見つけられるかも！
 試すうちにJVMの知識もつき労力対効果がよい！

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GCドメイン
 ガベージコレクションの情報取得
GC.class_histogram
GC.finalizer_info
GC.heap_dump
GC.heap_info
GC.run
GC.run_finalization

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Compilerドメイン
 JITコンパイラの情報取得、取得設定
Compiler.codecache
Compiler.codelist
Compiler.queue
Compiler.directives_add
Compiler.directives_clear
Compiler.directives_print
Compiler.directives_remove

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JVMTIドメイン
 JVM Tool Interface関連
JVMTI.agent_load
JVMTI.data_dump

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ManagementAgentドメイン、JFRドメイン
 後で詳しく説明します

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使わなくなったコマンドたち
 jcmdで同様のことができるコマンド
 jstack
 jinfo
• jcmd VMドメインにあるコマンドたちを使用
 jmap
• 例) ヒープダンプ: GC.heap_dump <filename>
• 例) ヒープヒストグラム: GC.class_histogram

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jcmdまとめ
 jcmd 1つでとても広い範囲をカバーする
 ドメインが7つある
• VM, Compiler, GC, Thread, JVMTI, JFR,
ManagementAgent (+ Perfcounter.print)
 jstackやjmapは忘れてよい

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 Java 17: ここまでで5つ

ローカルだけ？
リモートのときは？

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リモートのときは？
 jcmdはローカルプロセスのみ
 JMX経由で特定のMBeanを使えば
リモートでもjcmdと同等の機能が使える
 厳密に言えばリモートからは使えない機能もある
 JMXやMBeanについてはこのセッションの範囲外の
ため説明を省きます

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アプリケーションへのJMXの設定
 起動オプションでの設定
 -Dcom.sun.management.jmxremote.port=9010
 他に認証やSSLの有効無効の設定
 -Dcom.sun.management.[authenticate|ssl]=false

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jcmdのManagementAgentドメイン
 JMXエージェントの開始、終了
ManagementAgent.start
ManagementAgent.start_local
ManagementAgent.status
ManagementAgent.stop

39
アプリケーションへのJMXの設定
 起動オプションでの設定
 -Dcom.sun.management.jmxremote.port=9010
 他に認証やSSLの有効無効の設定
 -Dcom.sun.management.[authenticate|ssl]=false
 jcmdでの設定
 jcmd <pid> ManagementAgent.start
jmxremote.port=9010
jmxremote.authenticate=false
jmxremote.ssl=false

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JMXクライアント
 JMXエージェントに接続するツール
 JAVA_HOME/binにあるJMXクライアント
 jconsole

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jconsole
 引数を必要とするMBeanの操作は実行できない

42
 jconsole
 他入手できるJMXクライアント
 JDK Mission Control (JMC)
 VisualVM JMC、VisualVMとも
今はJDKに含まれません

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JDK Mission Control (JMC)
 引数を必要とするMBeanの操作も実行できる

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 jconsole
 他入手できるJMXクライアント
 VisualVM
 Javaコードを書く
 javax.managementパッケージ

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脱線: コードでJMXを経由しMBeanを操作する
JMXServiceURL url =
new JMXServiceURL("service:jmx:rmi:///jndi/rmi://[host]:[port]/jmxrmi");
JMXConnector connector = JMXConnectorFactory.connect(url, null);
MBeanServerConnection connection = connector.getMBeanServerConnection();
ObjectName objectName =
new ObjectName("com.sun.management:type=DiagnosticCommand");
String operationName = "threadPrint";
String[] signature = new String[]{String[].class.getName()};
String result = (String) connection.invoke(objectName, operationName,
new Object[] { null }, signature);
 DiagnosticCommandMBeanでスレッドダンプ

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DiagnosticCommandMBean
 jcmdにある機能のほぼすべてを使用できる

47
JMXの利用まとめ
 起動後でもjcmdでJMXエージェントを起動できる
 JMXクライアントはGUIツールを使用することも
コードで実装することもできる
 GUIツールはJMCを別途ダウンロードするのがよい
• jconsoleを積極的に推す理由はおそらくない

48

フライトレコードの
取り扱い

50
フライトレコード
 JDK Flight Recorder
 フライトレコーダ自体の解説は省きます
 起動オプションでのフライトレコード設定
 -XX:StartFlightRecording=dumponexit=true,
filename=./app.jfr

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jcmdのJFRドメイン
 JDK Flight Recorderの開始、終了、設定変更
JFR.check
JFR.configure
JFR.dump
JFR.start
JFR.stop

52
jcmdでのフライトレコード取得
 コマンド例
 jcmd <pid> JFR.start duration=1m filename=app.jfr
 jcmd <pid> JFR.stop
 jcmd <pid> JFR.dump filename=app.jfr

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フライトレコードの分析
 分析ツール
 jfrコマンド

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jfrコマンド
 jfr [サブコマンド] ... jfrファイル
サブコマンド内容
summary フライトレコードの統計を出力する
print フライトレコードのコンテンツを出力する
assemble 複数のjfrファイルを1つにまとめる
disassemble jfrファイルを複数に分割する
metadata
メタデータとしてイベントそのものに関する情報を
出力する

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jfrコマンドを実行する

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JFRまとめ
 起動後にjcmdでフライトレコードを取得できる
 jfrコマンド
 GUIツールを起動せずにフライトレコードの内容を確
認できる便利さ
• 確認する内容がはっきりしているとき
• GUIツールを使えないとき

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クラッシュ解析

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クラッシュしてcoreファイルが生成されたとき
 GDB...（Linux環境を想定）
 JAVA_HOME/binと関わりはありません
 HotSpot VMがC++である以上避けて通れません
 クラッシュ環境と同一環境を作りましょう
 GDBで解析
 OpenJDKでdebuginfoがあるときはうれしい
 Oracle JDKならデバッグ情報なしでがんばる

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C++の世界とJavaの世界を行き来する
 GDBとHSDBの両方を使う
 HSDBとはHotSpot Debuggerのこと
jhsdbからも
取得できる
この3つを
解説

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jhsdbコマンド
 jhsdb [mode] ...
 HSDBのデバッグサーバを起動すれば
リモートからGUIのHSDBで接続して解析できる
• リモートではJDKとcoreファイルでデバッグサーバを起動
mode 内容
hsdb GUIのHSDB起動
clhsdb コマンドラインのHSDB起動
debugd デバッグサーバ起動
JavaプロセスがダンプしたコアファイルをjhsdbとGDBで見る - Fight the Future https://www.sakatakoichi.com/entry/jhsdb_gdb

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jhsdb hsdb|clhsdb
 jhsdb hsdb|clhsdb [オプション]
 プロセスIDを指定する
• --pid 9999
• macOSでSIP（System Integrity Protection）が有効だとエラー
- csrutilコマンド
 コアファイルと実行コマンドを指定する
• --core core_file --exe [JAVA_HOME]/bin/java
 デバッグサーバに接続する
• --connect ホスト名:ポートなど
GUIのHSDBであれば
画面からも指定できる

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GUIのHSDB

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クラッシュ解析
 HSDBでアドレスを調べて
GDBに戻ってデバッグして…
 逆の順も

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CLHSDB

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CLHSDBでヒストグラムを取得する

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Java 16だとここがバグ

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バグ修正
https://github.com/openjdk/jdk/pull/3087/files
intで扱っているから
ヒープサイズが大きいとバグが現れる

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 今日は以下の8つのコマンドを紹介しました！ in Java 17

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まとめ
 jcmd 1つでいろいろなことができる
 jhsdbはクラッシュ解析に使える
 新しいバージョンのJavaを使おう
 jcmdなどコマンドにも機能追加、改善が入るため
障害解析という観点でも新しい方がよい

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JAVA_HOME/binにあるコマンド、いくつ使っていますか？[JVM関連ツール編]（JJUGナイトセミナー「Java解析ツール特集」 発表資料）

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