JVM 动手入门路径

理解 JVM 最稳的方式，是先跑一个最小程序，把源码、Class 文件、字节码、类加载、内存和诊断命令串成一条线。下面这条路径不依赖复杂框架，只用 JDK 自带工具就能观察 JVM 的关键行为。

准备一个最小程序

创建 JvmDemo.java：

public class JvmDemo {
    private static final String APP_NAME = "jvm-demo";

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        User user = new User(1L, "Tom");
        System.out.println(APP_NAME + ":" + user.name());
        Thread.sleep(300_000);
    }

    record User(Long id, String name) {
    }
}

编译和运行：

javac JvmDemo.java
java -Xms128m -Xmx128m -XX:+UseG1GC -Xlog:gc*:file=gc.log:time,uptime,level,tags JvmDemo

这一步已经涉及 JVM 的完整入口：

JvmDemo.java -> javac -> JvmDemo.class -> ClassLoader -> main 方法 -> 堆 / 栈 / 方法区 -> GC 日志

查看 Class 文件

Class 文件是 JVM 真正接收的输入。先看文件版本、常量池和方法结构：

javap -v JvmDemo

重点看几类信息：

信息	说明
major version	Class 文件版本，决定运行它至少需要什么 JDK
constant pool	类名、方法名、字段名、字符串字面量、符号引用
methods	方法描述符、访问标记、Code 属性
LineNumberTable	字节码和源码行号的映射
BootstrapMethods	lambda、字符串拼接、动态调用相关信息

如果遇到 UnsupportedClassVersionError，优先看 Class 文件版本和运行时 JDK 版本是否匹配。

查看字节码

javap -c JvmDemo

字节码展示方法内部如何执行。可以重点观察：

• getstatic：读取静态字段。
• new：创建对象。
• invokespecial：调用构造方法或私有方法。
• invokevirtual：普通虚方法调用。
• invokedynamic：运行期动态链接，常见于字符串拼接和 lambda。
• return：方法返回。

字节码不是 CPU 指令，而是 JVM 的中间指令。解释器可以直接解释它，JIT 也可以把热点字节码编译成机器码。

观察运行中的 JVM

另开一个终端查看 Java 进程：

jps -l

拿到进程号后查看启动命令和参数：

jcmd <pid> VM.command_line
jcmd <pid> VM.flags

查看堆：

jcmd <pid> GC.heap_info
jstat -gcutil <pid> 1000

查看类加载：

jcmd <pid> VM.classloader_stats

查看线程：

jcmd <pid> Thread.print

这些命令分别对应 JVM 的几个维度：

命令	对应问题
VM.command_line	程序如何启动
VM.flags	JVM 参数实际是什么
GC.heap_info	堆现在如何划分和使用
VM.classloader_stats	类加载器和类元数据是否异常
Thread.print	线程在执行什么、是否阻塞
jstat -gcutil	GC 是否频繁、各区域占用如何变化

保留现场

排查问题时，不能只看一条错误日志。常见现场包括：

jcmd <pid> GC.heap_dump /tmp/app.hprof
jcmd <pid> Thread.print > /tmp/thread.txt
jcmd <pid> VM.flags > /tmp/vm-flags.txt
jcmd <pid> VM.command_line > /tmp/vm-command.txt
cp gc.log /tmp/gc.log

生产环境抓 heap dump 可能触发停顿，并且文件很大。执行前要确认磁盘空间、业务窗口和影响范围。

从现象回到机制

现象	先收集	再回到哪个机制
类找不到	启动命令、classpath、依赖包、类加载器统计	Class 文件、类加载
方法找不到	javap -v、依赖版本、运行时 jar	常量池、方法描述符、链接解析
堆 OOM	heap dump、GC 日志、对象直方图	堆、引用链、GC Roots
堆不高但容器 OOM	RSS、NMT、直接内存、线程数	直接内存、线程栈、元空间
CPU 高	线程栈、JFR、热点方法	JIT、锁、循环、分配压力
GC 停顿长	GC 日志、对象存活率、堆大小	回收器、对象生命周期、停顿目标

这条路径跑通后，再读 Class 文件、类加载、运行时数据区和 GC 页面，会更容易把概念落到实际证据上。