JVM參數及調優

調優基本概念

在調整JVM性能時，通常有三個組件需要考慮：

1. 堆大小調整
2. 垃圾收集器調整
3. JIT編譯器

大多數調優選項都與調整堆大小和選擇合適的垃圾收集器有關，JIT編譯器對性能也有很大影響，但很少需要對其進行調優，尤其是針對較新版本的JVM。

通常，在進行Java程式調優的時候，會重點關註兩個主要指標：

• 響應性：應用程式對請求進行響應的速度，對於專註響應性的應用程式，長時間的暫停是不可接受的，需要在最短時間內做出響應
• 吞吐量：側重於在特定時間內最大化應用程式的工作量，對於專註於吞吐量的應用程式，符合要求的暫停是可以接受的。

JVM本身是在不斷優化的，系統瓶頸的核心還是在於應用代碼，更多的情況下還是要專註於應用代碼的優化。

常用JVM參數

命令： java -XX:+PrintFlagsFinal -version 會 列印所有的-XX參數及其預設值

GC調優思路

1. 分析場景，如：啟動速度慢，偶爾出現響應慢於平均水平或出現卡頓
2. 確定目標，如：記憶體占用，低延時，吞吐量
3. 收集日誌，如：通過參數配置收集GC日誌，通過JDK工具查看GC狀態
4. 分析日誌，如：使用工具輔助分析日誌，查看GC次數，GC時間
5. 調整參數，如：切換垃圾收集器或者調整垃圾收集器參數

常用GC參數

垃圾收集器Parallel參數調優

Parallel垃圾收集器在JDK8中是JVM預設的垃圾收集器，它是以吞吐量優先的垃圾收集器。其可調節的參數如下：

垃圾收集器CMS參數調優

CMS垃圾收集器是一個響應時間優先的垃圾收集器，Parallel收集器無法滿足應用程式延遲要求時再考慮使用CMS垃圾收集器，從JDK9開始CMS收集器已不建議使用，預設用的是G1垃圾收集器。

垃圾收集器G1參數調優

G1收集器是一個兼顧吞吐量和響應時間的收集器，如果是大堆（如堆的大小超過6GB）,堆的使用率超過50%，GC延遲要求穩定且可預測的低於0.5秒，建議使用G1收集器。

調優示例

示例代碼：

@SpringBootApplication
public class SpringBootDemoApplication {

  public static void main(String[] args) {
    SpringApplication.run(SpringBootDemoApplication.class, args);
    Executors.newScheduledThreadPool(1)
        .scheduleAtFixedRate(
            () -> {
              new Thread(
                      () -> {
                        for (int i = 0; i < 150; i++) {
                          try {
                            byte[] temp = new byte[1024 * 512];
                            Thread.sleep(new Random().nextInt(1000));
                          } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                          }
                        }
                      })
                  .start();
            },
            100,
            100,
            TimeUnit.MILLISECONDS);
  }
}

GC分析主要查看GC導致的Stop The World的時間，它會導致程式的延時增加。

示例代碼運行的時候建議指定其堆記憶體的最大值，啟動時添加JVM參數-Xmx1024m。程式運行起來之後可以利用jps或者jcmd產看運行的程式進程號。

拿到進程號之後利用jstat命令查看GC信息，如動態監控GC統計信息，間隔1000毫秒統計一次，每10行數據後輸出列標題：

上述兩個步驟也可以合併成一個 jstat -gc -h10 $(jcmd | grep “com.example.springbootdemo.SpringBootDemoApplication” | awk ‘{print $1}’) 1000

當然除了動態監控GC信息，也可以將GC日誌信息列印到文件，然後利用GC分析工具進行分析。
在程式啟動時添加JVM參數”-Xmx1024m -Xloggc:/gc.log“，則可以可以將GC日誌列印到gc.log文件，然後可以利用GCViewer工具輔助分析GC日誌文件，參考地址：https://github.com/chewiebug/GCViewer

GCViewer下載後雙擊gcviewer-x.xx-SNAPSHOT.jar文件即可運行，然後將gc.log日誌文件導入即可觀察GC信息。

GC調優之前，我們需要瞭解當前JVM參數的信息。命令 java -XX:+PrintFlagsFinal -version 會列印所有的JVM參數，如需查看指定參數，如查看UseAdaptiveSizePolicy的值可以使用 java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep UseAdaptiveSizePolicy

調整-XX:ParallelGCThreads的值可以指定GC併發的線程數，如在JVM啟動參數中可以添加 “-Xmx1024m -XX:ParallelGCThreads=4”，調節GC併發的線程數，觀察GC的信息，如Full GC次數FGC，Full GC的總時間FGCT，GC的總時間GCT等進行調優。

同樣我們可以在JVM啟動參數中指定-XX:MaxGCPauseMills，使用G1收集器-XX:+UseG1GC等，調節JVM啟動參數，收集GC日誌，更具監控進行相應的調節，進而找到最優值。