JVM參數及調優

来源:https://www.cnblogs.com/coding-diary/archive/2019/11/07/11815961.html

調優基本概念 在調整JVM性能時,通常有三個組件需要考慮: 堆大小調整 垃圾收集器調整 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 ...


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

參數描述
-XX:+AlwaysPreTouch JVM啟動時分配記憶體,堆的每個頁面都在初始化期間按需置零,而不是在應用程式執行期間遞增
-XX:Errorfile = filename 錯誤日誌
-XX:+TraceClassLoading 跟蹤類載入信息
-XX:+PrintClassHistogram 按下Ctrl+Break後列印類信息
-Xmx -Xms 最大堆 最小堆
-xx:permSize 永久代大小
-xx:metaspaceSize 元數據空間大小
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 當拋出OOM時進行HeapDump
-XX:+HeapDumpPath OOM時堆導出的路徑
-XX:OnOutOfMemoryError 當發生OOM時執行用戶指定的命令

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

參數描述
-XX:ParallelGCThreads 並行GC線程數量
-XX:ConcGcThreads 併發GC線程數量
-XX:MaxGCPauseMillis 最大停頓時間,單位毫秒,GC儘力保證回收時間不超過設定值
-XX:GCTimeRatio 垃圾收集時間占總時間的比值,取值0-100,預設99,即最大允許1%的時間做GC
-XX:SurvivorRatio 設置eden區大小和survivor區大小的比例,8表示兩個survivor:eden=2:8,即一個survivor占年輕代的1/10
-XX:NewRatio 新生代和老年代的比,4表示新生代:老年代=1:4,即年輕代占堆的1/5
-verbose:gc,-XX:+PrintGC 列印GC的簡要信息
-XX:+PrintGCDetails 列印GC詳細信息(JDK9之後不再使用)
-XX:+PrintGCTimeStamps 列印GC發生的時間戳(JDK9之後不再使用)
-Xloggc:log/gc.log 指定GC log的位置,以文件輸出
-XX:PrintHeapAtGC 每次GC後都列印堆信息

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:

參數描述
-XX:+UseParallelGC 新生代使用並行垃圾收集器
-XX:+UseParallelOldGC 老年代使用並行垃圾收集器
-XX:ParallelGCThreads 設置用於垃圾回收的線程數
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy 打開自適應GC策略

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。

參數描述
-XX:+UseConcMarkSweepGC 新生代使用並行收集器,老年代使用CMS+串列收集器
-XX:+UseParNewGC 新生代使用並行收集器,老年代CMS收集器預設開啟
-XX:CMSInitiatingOccupanyFraction 設置觸發GC的閾值,預設68%,如果記憶體預留空間不夠,就會引起concurrent mode failure
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection Full GC後,進行一次整理,整理過程是獨占的,會引起停頓時間變長
-XX:+CMSFullGCsBeforeCompaction 設置進行幾次Full GC後進行一次碎片整理
-XX:+CMSClassUnloadingEnabled 允許對類元數據進行回收
-XX:+UseCMSInitiatingOccupanyOnly 表示只在達到閾值的時候才進行CMS回收
-XX:+CMSIncrementalMode 使用增量模式,比較適合單CPU

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。

參數描述
-XX:G1HeapRegionSize 設置Region大小,預設heap/2000
-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent 老年代依靠Mixed GC, 觸發閾值
-XX:G1OldSetRegionThresholdPercent 定多包含在一次Mixed GC中的Region比例
-XX:+ClassUnloadingWithConcurrentMark G1增加預設開啟,在併發標記階段結束後,JVM即進行類型卸載
-XX:G1NewSizePercent 新生代的最小比例
-XX:G1MaxNewSizePercent 新生代的最大比列
-XX:G1MixedGCCountTraget Mixed GC數量控制

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。

img

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:

img

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

img

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。

img

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

img

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。

img

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。

 


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