はじめに
Javaアプリケーションの性能試験では、JVM（Java Virtual Machine、Javaプログラムを実行する仮想環境）の動作を確認することが重要である。この目的でjstatが役立つ。jstatはJDK（Java Development Kit）に含まれるツールで、メモリ使用量やガベージコレクション（GC）の状況をリアルタイムに表示する。性能試験中に「メモリリークが疑われる」「GCが頻発して遅延が発生している」といった問題を特定するのに適している。本記事では、jstatの使用方法、ログの見方、解析例を解説し、性能試験時のログ分析に活用できるようになることが目的です。
基本コマンドと使い方
jstatを使用するには、監視対象のJavaプロセスのPID（プロセスID）が必要である。PIDはjpsコマンドで取得できる。jpsは実行中のJavaプロセスを一覧表示するツールである。PIDを確認後、以下のように実行する。
- 基本構文: jstat [オプション] [間隔(ms)] [回数]
jstat -gc 12345 1000 10→ PID 12345のGC状況を1秒間隔で10回表示。
- 主要オプション:
-gc: メモリ領域の容量、使用量、GC回数を表示。-gcutil: 使用率をパーセンテージで表示。-gccapacity: メモリ領域の最大容量を示す。
例えば、`jstat -gcutil 12345 1s`を実行すると、1秒ごとに使用率が表示される。性能試験では、負荷をかけた状態でデータを収集すると効果的である。
ログの見方: 主要項目の解説
jstatの出力は、選択したオプションに応じて異なる統計を提供する。以下は`-gc`オプションの出力例とその意味である（Java SE 21仕様に基づく）。
jstat -gc 12345
S0C S1C EC OC MC YGC YGCT FGC FGCT GCT
512.0 512.0 4096.0 8192.0 2048.0 10 0.150 2 0.300 0.450- メモリ領域の容量と使用量:
S0C,S1C: Survivor 0/1領域の現在の容量(KB)。Young世代の一部で、新規オブジェクトを格納する。EC: Eden領域の容量(KB)。Young世代の主要なメモリプールである。OC: Old世代の容量(KB)。長期間生存するオブジェクトが格納される。MC: Metaspaceの容量(KB)。クラスメタデータが保存される。
※-gcutilではS0U,EU,OUで使用量が表示される。- ガベージコレクションの統計:
YGC: Young GCの回数。短期間のメモリ掃除を表す。YGCT: Young GCの合計時間（秒）。FGC: Full GCの回数。全体のメモリ掃除を指す。FGCT: Full GCの合計時間（秒）。GCT: 全GC時間（YGCT + FGCT）。
`-gcutil`の出力例:
jstat -gcutil 12345
S0 S1 E O M YGC YGCT FGC FGCT GCT
0.00 50.00 80.00 95.00 60.00 10 0.150 2 0.300 0.450- `S0`, `S1`, `E`, `O`, `M`: それぞれSurvivor 0/1、Eden、Old、Metaspaceの使用率（%）。
ログを見ると、以下が確認できる。
FGCやFGCTが多い場合、Old世代が満杯に近い可能性がある。YGCが頻発し、YGCTが長い場合、Young世代のサイズが不適切かもしれない。EUやOUが容量に近づくと、メモリ不足が疑われる。
補足: GCは不要なメモリを解放する仕組みであり、Full GCが多いと処理が一時停止して遅延が発生する。
実践例: ログから問題を特定する
性能試験中にWebアプリケーションのレスポンスが遅延したとする。jstat -gcの出力は以下の通りである。
jstat -gc 12345 1000 3
S0C S1C EC OC MC YGC YGCT FGC FGCT GCT
512.0 512.0 4096.0 8192.0 2048.0 50 0.800 5 1.200 2.000
512.0 512.0 4096.0 8192.0 2048.0 52 0.820 6 1.500 2.320
512.0 512.0 4096.0 8192.0 2048.0 55 0.850 7 1.800 2.650-gcutilの出力:
jstat -gcutil 12345
S0 S1 E O M YGC YGCT FGC FGCT GCT
0.00 50.00 80.00 95.00 60.00 55 0.850 7 1.800 2.650分析ステップ:
O（Old）が95%に達し、FGCが7回、FGCTが1.8秒と長い。Old世代がほぼ満杯である。YGCが50から55に増加し、Eが80%。Young世代でも負荷が高い。- Old世代の満杯状態がFull GCを誘発し、レスポンス遅延が発生したと推測される。
対処案:
-Xmxでヒープサイズを拡張（例:-Xmx16g）。-XX:MaxMetaspaceSizeでMetaspaceの上限を調整（例: -XX:MaxMetaspaceSize=512m）。メモリリークを疑い、プロファイラ（例: VisualVM）でオブジェクトの使用状況を調査。
まとめ
jstatを使うと、JVMのメモリとGCの状況から問題を特定できる。性能試験時のログ解析では、GC頻度やメモリ使用率の変化に注目するとよい。ただし、CPUやディスクI/Oはカバーしない。次回の記事では、mpstatによるCPU解析を解説する。
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