JVM 性能调优

2021年06月07日 255点热度 0人点赞 0条评论

JVM 调优目标

使用较小的内存占用来获得较高的吞吐量或者较低的延迟。
程序在上线前的测试或运行中有时会出现一些大大小小的JVM问题,比如cpu load过高、请求延迟、tps降低等,甚至出现内存泄漏(每次垃圾收集使用的时间越来越长,垃圾收集频率越来越高,每次垃圾收集清理掉的垃圾数据越来越少)、内存溢出导致系统崩溃,因此需要对JVM进行调优,使得程序在正常运行的前提下,获得更高的用户体验和运行效率。

重要指标:

内存占用:程序正常运行需要的内存大小。
延迟:由于垃圾收集而引起的程序停顿时间。
吞吐量:用户程序运行时间占用户程序和垃圾收集占用总时间的比值。

当然,和CAP原则一样,同时满足一个程序内存占用小、延迟低、高吞吐量是不可能的,程序的目标不同,调优时所考虑的方向也不同,在调优之前,必须要结合实际场景,有明确的的优化目标,找到性能瓶颈,对瓶颈有针对性的优化,最后进行测试,通过各种监控工具确认调优后的结果是否符合目标。

JVM调优工具

调优可以依赖、参考的数据有系统运行日志、堆栈错误信息、gc日志、线程快照、堆转储快照等

①用 jps(JVM process Status)可以查看虚拟机启动的所有进程、执行主类的全名、JVM启动参数

②用jstat(JVM Statistics Monitoring Tool)监视虚拟机信息
jstat -gc pid 500 10 :每500毫秒打印一次Java堆状况(各个区的容量、使用容量、gc时间等信息),打印10次

③用jmap(Memory Map for Java)查看堆内存信息
执行jmap -histo pid可以打印出当前堆中所有每个类的实例数量和内存占用,如下,class name是每个类的类名([B是byte类型,[C是char类型,[I是int类型),bytes是这个类的所有示例占用内存大小,instances是这个类的实例数量

④利用jconsole、jvisualvm分析内存信息(各个区如Eden、Survivor、Old等内存变化情况)

JVM调优经验

JVM配置方面,一般情况可以先用默认配置(基本的一些初始参数可以保证一般的应用跑的比较稳定了),在测试中根据系统运行状况(会话并发情况、会话时间等),结合gc日志、内存监控、使用的垃圾收集器等进行合理的调整,当老年代内存过小时可能引起频繁Full GC,当内存过大时Full GC时间会特别长。
那么JVM的配置比如新生代、老年代应该配置多大最合适呢?答案是不一定,调优就是找答案的过程,物理内存一定的情况下,新生代设置越大,老年代就越小,Full GC频率就越高,但Full GC时间越短;相反新生代设置越小,老年代就越大,Full GC频率就越低,但每次Full GC消耗的时间越大。建议如下:

  • -Xms和-Xmx的值设置成相等,堆大小默认为-Xms指定的大小,默认空闲堆内存小于40%时,JVM会扩大堆到-Xmx指定的大小;空闲堆内存大于70%时,JVM会减小堆到-Xms指定的大小。如果在Full GC后满足不了内存需求会动态调整,这个阶段比较耗费资源。

  • 新生代尽量设置大一些,让对象在新生代多存活一段时间,每次Minor GC 都要尽可能多的收集垃圾对象,防止或延迟对象进入老年代的机会,以减少应用程序发生Full GC的频率。

  • 老年代如果使用CMS收集器,新生代可以不用太大,因为CMS的并行收集速度也很快,收集过程比较耗时的并发标记和并发清除阶段都可以与用户线程并发执行。

  • 方法区大小的设置,1.6之前的需要考虑系统运行时动态增加的常量、静态变量等,1.7只要差不多能装下启动时和后期动态加载的类信息就行。

代码实现方面,性能出现问题比如程序等待、内存泄漏除了JVM配置可能存在问题,代码实现上也有很大关系:

  • 避免创建过大的对象及数组:过大的对象或数组在新生代没有足够空间容纳时会直接进入老年代,如果是短命的大对象,会提前出发Full GC。

  • 避免同时加载大量数据,如一次从数据库中取出大量数据,或者一次从Excel中读取大量记录,可以分批读取,用完尽快清空引用。

  • 当集合中有对象的引用,这些对象使用完之后要尽快把集合中的引用清空,这些无用对象尽快回收避免进入老年代。

  • 尽量避免长时间等待外部资源(数据库、网络、设备资源等)的情况,缩小对象的生命周期,避免进入老年代,如果不能及时返回结果可以适当采用异步处理的方式等。

浮生一程

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