• 五、Jvm调优

    Jvm调优调什么

    这个疑问必须要有，当对一个技术或者系统调优的时候 ，我们一定要知道去调什么，这样有一个出发点，有一个目标。不能胡乱的调对吧。

    那么Jvm调优，主要调以下

    1）减少Full GC

    2）解决OOM

    3）

    总的来说就是：使用较小的内存占用来获得较高的吞吐量或较低的延迟

    windows 系统下 我们可以通过 jps 命令查看程序进程ID

    linux 系统我们通过 ps -ef | grep java 来找到要调整的程序的进程ID （jps在linux下一样可以用，不过部署的服务很多，不知道那个是我们要调的程序进程ID）

    有了进程ID我们就可以对他做各种事情了

    命令行

    jmap

    1. // 查看当前系统的实例
    2. jmap -histo 进程ID
    3.  
    4. // 查看当前存活的实例 执行时可能会出发FGC
    5. jmap -histo:live 进程ID
    6.  
    7. // 导出系统实例
    8. jmap -histo 进程ID >log.txt

    打开导出的文件

    num：序号

    instances：实例数量

    bytes：占用空间大小

    class name：类名称（C=char[]，S=short[]，I=int[]，B=byte[]）

    通过这些信息我们能看出程序在运行中，导出的那个瞬间，那个实例数最多，如果有我们自己写的，那就得好好分析分析了。

    通过命令 【 jmap -heap 进程ID】 查看堆信息

    通过 【jmap -dump:format=b,file=test2021.hprof 进程ID】 导出堆内存 dump，如果内存很大会导不出来，或者时间很长。

    通过参数 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=./  设置在内存溢出自动导出dump文件。

    jstack

    1）查找CPU较高的线程堆栈信息（Linux系统）

    通过 top 命令查看正在运行的所有进程情况，实时的一个状态

    找出%CPU最高的那个进程ID，也就是PID，通过命令【top -p 进程ID】锁定它，大写状态下的 H 字母，可以查看该进程下的所有线程状态

    最上面的也是CPU最高的，找到线程ID，也就是PID，将其转换成16进制（19518>4c3e），执行命令【jstack 进程ID | grep -A 10 4c3e】就可以看到那些造成CPU高的代码

     2）查找程序死锁代码

    通过命令 【jstack 进程ID】

    1. "Thread-1"：线程名 
    2. prio=5：线程优先级5
    3. tid=0x000000001fa9e000：线程ID
    4. nid=0x2d64：线程对应的本地线程标识nid
    5. java.lang.Thread.State: BLOCKED：线程当前的状态

    这个就随便找个运行中的应用程序，试一下，看代码有没有死锁

    jinfo

    通过命令【jinfo -flags 进程ID】查看正在运行的这个Java应用程序的扩展参数

    jstat 

    可以查看堆内存各部分的使用情况

    通过命令 【jstat -gc 进程ID】可以评估程序内存使用及GC压力整体情况，也是最常用的

    或者 【jstat -gc 进程ID 打印频率毫秒 打印次数】

    每个标识代表的含义 

    1. S0C：第一个幸存区的大小，单位KB
    2. S1C：第二个幸存区的大小
    3. S0U：第一个幸存区的使用大小
    4. S1U：第二个幸存区的使用大小
    5. EC：年轻代的大小
    6. EU：年轻代的使用大小
    7. OC：老年代大小
    8. OU：老年代使用大小
    9. MC：方法区、元空间大小
    10. MU：方法区、元空间使用大小
    11. CCSC:压缩类空间大小
    12. CCSU:压缩类空间使用大小
    13. YGC：年轻代垃圾回收次数
    14. YGCT：年轻代垃圾回收消耗时间，单位s
    15. FGC：老年代垃圾回收次数 
    16. FGCT：老年代垃圾回收消耗时间，单位s
    17. GCT：垃圾回收消耗总时间，单位s

    通过命令【jstat -gccapacity 进程ID】或者 【jstat -gc 进程ID 打印频率毫秒 打印次数】来统计堆内存的一个使用情况

    每个标识代表的含义 

    1. NGCMN：新生代最小容量
    2. NGCMX：新生代最大容量
    3. NGC：当前新生代容量
    4. S0C：第一个幸存区大小
    5. S1C：第二个幸存区的大小
    6. EC：年轻代的大小
    7. OGCMN：老年代最小容量
    8. OGCMX：老年代最大容量
    9. OGC：当前老年代大小
    10. OC:当前老年代大小
    11. MCMN:最小元数据容量
    12. MCMX：最大元数据容量
    13. MC：当前元数据空间大小
    14. CCSMN：最小压缩类空间大小
    15. CCSMX：最大压缩类空间大小
    16. CCSC：当前压缩类空间大小
    17. YGC：年轻代gc次数
    18. FGC：老年代GC次数

    还可以针对特定的需求进行统计查看

    年轻代GC统计：jstat -gcnew 进程ID

    唯一有区别的就是，只统计了年轻代的情况，加了这么几个参数

    TT：对象在新生代存活的次数

    MTT：对象在新生代存活的最大次数

    DSS：期望的幸存区大小

    年轻代内存统计：jstat -gcnewcapacity 进程ID

    老年代GC统计：jstat -gcold 进程ID

    老年代内存统计：jstat -gcoldcapacity 进程ID

    元数据空间统计：jstat -gcmetacapacity 进程ID

    这几个就是从上面全部的里面单独拆解出来的，可单独对某个代进行分析。

    通过上面的一些命令，我们能得到一些JVM的关键数据，有了这些数据就可以采用一些优化手段，先给自己的系统设置一些初始性的JVM参数，比如堆内存大小，年轻代大小，Eden和Survivor的比例，老年代的大小，大对象的阈值，大龄对象进入老年代的阈值等。

    调优方式

    1）观察年轻代对象增长的速率

    可以执行命令 jstat -gc pid 1000 10，通过观察EU（eden区的使用情况）来估算每秒eden大概新增多少对象，如果系统负载不高，可以把频率1秒换成1分钟，甚至10分钟来观察整体情况。但是系统一般有高峰期和日常期，所以需要在不同的时间分别估算不同情况下对象增长速率。

    2）观察Young GC的触发频率和耗时

    知道年轻代对象增长速率我们就能推根据eden区的大小推算出Young GC大概多久触发一次，Young GC的平均耗时可以通过 YGCT/YGC 公式算出，根据结果我们大概就能知道系统大概多久会因为Young GC的执行而卡顿多久。

    3）统计Young GC后有多少对象存活和进入老年代

    这个因为之前已经大概知道Young GC的频率，假设是每5分钟一次，那么可以执行命令 jstat -gc pid 300000 10 ，观察每次结果eden，survivor和老年代使用的变化情况，在每次gc后eden区使用一般会大幅减少，survivor和老年代都有可能增长，这些增长的对象就是每次Young GC后存活的对象，同时还可以看出每次Young GC后进去老年代大概多少对象，从而可以推算出老年代对象增长速率。

    4）观察Full GC的触发频率和耗时

    知道了老年代对象的增长速率就可以推算出Full GC的触发频率了，Full GC的每次耗时可以用公式 FGCT/FGC 计算得出。

    其实整体的优化思路其实简单来说就是尽量让每次Young GC后的存活对象小于Survivor区域的50%，都留存在年轻代里，别让对象进入老年代。减少Full GC的频率，避免频繁Full GC对JVM性能的影响

    工具分析

    上面介绍的都是一些命令行，来查看分析系统的参数，也有很多工具，图形化界面，辅助我们进行分析JVM的运行情况。比如：JDK自带的 jvisualvm、阿里巴巴的 Arthas，这些工具就是对基础命令的封装，做成了可视化；

    jvisualvm

    该工具主要是导入一些 dump文件 或者 hprof文件 或一些快照文件进行分析

    在导出的瞬间，实例数的占比

     也可以远程连接到指定服务程序，只需要在启动程序，进行JMX端口配置

    1. java 
    2. -Dcom.sun.management.jmxremote.port=8888 
    3. -Djava.rmi.server.hostname=127.0.0.1 
    4. -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false 
    5. -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false 
    6. -jar aio-test-server.jar

    -Dcom.sun.management.jmxremote.port 为远程机器的JMX端口

    -Djava.rmi.server.hostname 为远程机器IP

    连接时的主要问题就是端口不通，可以临时关闭下防火墙。

    还有生产环境不会给你这么暴露机器端口的。

    如果是Tomcat容器，在catalina.sh文件里的最后一个JAVA_OPTS的赋值语句下一行增加如下配置：

    1. JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Dcom.sun.management.jmxremote.port=8888 
    2. -Djava.rmi.server.hostname=127.0.0.1
    3. -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false 
    4. -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false"

    也可以实时监控查看程序

    Arthas

    Arthas 是 Alibaba 在 2018 年 9 月开源的 Java 诊断工具。

    支持 JDK6+， 采用命令行交互模式，可以方便的定位和诊断线上程序运行问题。

    Arthas 官方文档十分详细：arthas 就不过多介绍了。

    Arthas使用场景

    得益于 Arthas 强大且丰富的功能，让 Arthas 能做的事情超乎想象。仅列举

    1）这个类从哪个 jar 包加载的？为什么会报各种类相关的 Exception？

    2）我改的代码为什么没有执行到？难道是我没 commit？分支搞错了？

    3）遇到问题无法在线上 debug，难道只能通过加日志再重新发布吗？

    4）线上遇到某个用户的数据处理有问题，但线上同样无法 debug，线下无法重现！

    5）是否有一个全局视角来查看系统的运行状况？

    6）有什么办法可以监控到JVM的实时运行状态？

    7）怎么快速定位应用的热点，生成火焰图？

    8）......

    Arthas使用示例

    1）下载资源包

    1. github下载arthas
    2. wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar

    下载完之后，直接使用 java -jar 命令启动jar包就行，运行过程，会找出当前机器的Java程序，输入想要看的服务编号，回车便进入了。

    同样也是命令行的操作  

    1. // 查看整个程序的运行情况，线程、内存、CPU、运行环境等信息
    2. dashboard
    3.  
    4. // 查看线程情况
    5. thread
    6.  
    7. // 查看线程的堆栈情况
    8. thread 线程ID
    9.  
    10. // 查看线程死锁的情况
    11. thread -b

    更多命令，去官网文档查看：https://alibaba.github.io/arthas/commands.html#arthas

    所有的命令行命令都支持 -h 或者 -help 就是该命令的一个帮助文档吧。

    例如 java 命令的帮助 java -h 即可，学会灵活运用。

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_46129103/article/details/126150299