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:
- 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
- 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
- 確定目標,如:記憶體占用,低延時,吞吐量
- 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
- 分析日誌,如:使用工具輔助分析日誌,查看GC次數,GC時間
- 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。
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。
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