现象

找出 Java 应用频繁 Full GC 的原因中介绍了一些 JDK 中自带的命令，
如：jmap、jstat 等，但在实际使用时，可能会遇到类似如下的问题：

$ jmap -histo 2867
2867: Unable to open socket file: target process not responding or HotSpot VM not loaded
The -F option can be used when the target process is not responding

出现这种情况时，如果不是 Java 进程所属的用户和执行命令的用户不一致导致，那么按照提示使用 -F 参数可能也无济于事，重启 Java 应用后才可正常使用。

原因

出现这种情况时，基本是 socket file（.java_pid<pid> 文件）被删除导致，其中 <pid> 为对应 Java 进程的 ID。

这个文件在哪？

这个文件，会被生成到操作系统临时路径下，如 linux 下为 /tmp 。

默认情况下，可以通过 System.getproperty("java.io.tmpdir")（Java 应用的临时路径）来获取操作系统临时路径，但 java.io.tmpdir 这个属性可以通过环境变量、启动参数等进行改变，而操作系统的临时路径是没有办法被修改的，因为是硬编码到对应操作系统的 JVM 代码中的，如：

// This must be hard coded because it's the system's temporary
// directory not the java application's temp directory, ala java.io.tmpdir.
const char* os::get_temp_directory() { return "/tmp"; }

以现象中的 pid（2867）为例，对应 Linux 操作系统下该 Java 进程的 socket file 全路径为：/tmp/.java_pid2867

为什么需要这个文件？

这是由 JVM 的 Dynamic Attach 机制决定的。

jmap、jstack 等命令，都是通过这个机制来实现的。该机制的作用是，在 Java 进程运行过程中，为其动态附加一个外部进程，使外部进程可以与 Java 进程进行通信，实现例如 dump 等交互。

jmap -histo、jmap -dump、jstack 等命令执行时，都需要指定一个 Java 进程的 PID，作用即为向目标 JVM 发送一个 attach 请求。

通过 Java 代码，也可以发起这个附加请求，如：

import com.sun.tools.attach.VirtualMachine;

...

String pid = "2867";
VirtualMachine jvm = VirtualMachine.attach(pid);
...
jvm.detach();

...

在第一次发生附加请求时，Dynamic attach 会在目标 JVM 中运行一个 Attach Listener 线程，可通过如下方式观察：

# 前台运行一个 java 应用，观察 console 输出内容
$ java -jar hello.jar

# 新开一个终端窗口，获得 java 进程 id
$ jps
22480 jar
23032 Jps

# 发送一个 QUIT 信号
$ kill -3 22480

此时会在 Java 应用的 console 中，输出线程相关信息。在未进行过 Dynamic attach 时，Java 应用的线程栈中是没有 Attach Listener 线程的。

# 触发一个附加请求
$ jstack -l 22480
...
"Attach Listener" #20 daemon prio=9 os_prio=31 tid=0x00007fd113814000 nid=0x450b waiting on condition [0x0000000000000000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE

   Locked ownable synchronizers:
    - None
...

可以看到线程栈中多出了一个名为 Attach Listener 的线程。

随后，这个线程会与发起附加请求的源 JVM，以依赖操作系统的方式进行通信：

* On Solaris, the Doors IPC mechanism is used. The door is attached to a file in the file system so that clients can access it.
* On Linux, a Unix domain socket is used. This socket is bound to a file in the filesystem so that clients can access it.
* On Windows, the created thread is given the name of a pipe which is served by the client. The result of the operations are written to this pipe by the target JVM.

在 Linux 中，上面文档所指的 This socket is bound to a file in the filesystem，即为前面提到的 .java_pid<pid> 文件。

这个文件为什么会被删除？

因为这个 socket file 生成在操作系统的临时路径，如 Linux 下的 /tmp，而 Linux 的 /tmp 路径下的文件，默认在重启，或者超过 10 天的情况下会被删除。

能不能让这个文件生成到别的路径？

如上所述，操作系统的临时路径是在 JVM 源代码中硬编码的，并且与 java.io.tmpdir 等属性不同，无法通过环境变量等形式进行更改。

解决方案

分析完原因，让这个问题不再发生的解决方案，就只剩下让这个生成在操作系统临时路径下的 socket 文件不被删除了。

以 CentOS7 为例，临时文件夹下文件的删除，是由 Systemd Cleanup 任务完成的，可在其配置文件 /usr/lib/tmpfiles.d/tmp.conf 中，添加如下内容，以排除对 socket 文件的删除：

x /tmp/.java_pid*

其中，x 代表在清理任务中，排除符合的文件。

参考资料

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无法动态附加到 Java 进程？