JVM下篇(一、性能监控与调优-概述篇)

JVM_性能监控与调优-概述篇

提示: 本材料只做个人学习参考,不作为系统的学习流程,请注意识别!!!

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一. 性能监控与调优-概述篇

1. 大厂面试题

• 支付宝：

支付宝三面：JVM性能调优都做了什么？

• 小米：

有做过JVM内存优化吗？
从SQL、JVM、架构、数据库四个方面讲讲优化思路

• 蚂蚁金服：

JVM的编译优化
JVM性能调优都做了什么
JVM诊断调优工具用过哪些？
二面：JVM怎样调优，堆内存、栈空间设置多少合适
三面：JVM相关的分析工具使用过的有哪些？具体的性能调优步骤如何

• 阿里：

如何进行JVM调优？有哪些方法？
如何理解内存泄漏问题？有哪些情况会导致内存泄漏？如何解决？

• 字节跳动：

三面：JVM如何调优、 参数怎么调？

• 拼多多：

从SOL、 JVM、 架构、数据库四个方面讲讲优化思路

• 京东：

JVM诊断调优工具用过哪些？
每秒几十万并发的秒杀系统为什么会频繁发生GC？
日均百万级交易系统如何优化JVM?
线上生产系统OOM如何监控及定位与解决？
高并发系统如何基于G1垃圾回收器优化性能？

2. 背景说明

1. 生产环境中的问题

• 生产环境发生了内存溢出该如何处理？
• 生产环境应该给服务器分配多少内存合适？
• 如何对垃圾回收器的性能进行优化？
• 生产环境CPU负载飙高该如何处理？
• 生产环境应该给应用分配多少线程合适？
• 不加log，如何确定请求是否执行了某一行代码？
• 不加log，如何实时查看某个方法的入参和返回值？

3. 为什么要调优

• 防止出现OOM
• 解决OOM
• 减少Full GC出现的概率

4. 不同阶段的考虑

• 上线前
• 项目运行阶段
• 线上出现OOM

3. 调优概述

1. 监控的依据

• 运行日志
• 异常堆栈
• GC日志
• 线程快照
• 堆转储快照

3. 调优的大方向

• 合理的编写代码
• 充分并合理的使用硬件资源
• 合理的进行JVM调优

4. 性能调优的步骤

4.1 发现问题：性能监控

一种以非强行或者入侵方式收集或查看应用运行性能数据的活动。

监控通常是指一种在生产、质量评估或者开发环境下实施的带有预防或主动性的活动。

当应用相关人员提出性能问题却没有提供足够多的线索时，首先我们需要进行性能监控，随后是性能分析。

监控指标：

• GC频繁
• CPU load过高
• OOM
• 内存泄露
• 死锁
• 程序响应时间较长等。

4.2 排查问题：性能分析

一种以侵入方式收集运行性能数据的活动，它会影响应用的吞吐量或响应性。

性能分析是针对性能问题的答复结果，关注的范国通常比性能监控更加集中。

性能分析很少在生产环境下进行，通常是在质量评估、系统测试或者开发环境下进行，是性能监控之后的步骤。

分析手段：

• 打印GC日志，通过GCviewer或者http://gceasy.io来分析日志信息
• 灵活运用命令行工具如：jstack、jmap、jinfo等
• dump出堆文件，使用内存分析工具分析文件
• 使用阿里的Arthas，或者jconsole、JVisualVM来实时查看JVM状态
• jstack查看堆栈信息

4.3 解决问题：性能调优

一种为改善应用响应性或吞吐量而更改参数、源代码、属性配置的活动，性能调优是在性能监控、性能分析之后的活动。

调优方案：

• 适当增加内存，根据业务背景选择垃圾回收器
• 优化代码，控制内存使用
• 增加机器，分散节点压力
• 合理设置线程池线程数量
• 使用中间件提高程序效率，比如缓存、消息队列等

5. 性能评价/测试指标

1. 停顿时间（响应时间）

提交请求和返回该请求之间使用的时间，一般比较关注平均响应时间，在垃圾回收环节中，暂停时间指：执行垃圾收集时，程序在工作线程被暂停的时间。

2. 吞吐量

对单位时间内完成的工作量（请求）的度量。在GC中，运行用户代码的时间占总运行时间的比例（总运行时间=程序的运行时间+内存回收的时间）。吞吐量=1-1/(1+n)。-XX:GCTimeRatio=n

3. 并发数

同一时刻对服务器有实际交互的请求数

4. 内存占用

Java堆取所占的内存大小

5. 相互间的关系

以高速公路为例：

• 吞吐量：每天通过高速公路收费站的车辆数据（或收费站每天收取的高速费）

• 并发数：

• 响应时间：车速

理解：如果高速上正在行驶的车辆数目较小（并发数较小），此时车速较快（响应时间快），收费站每天收取的高速费较少（吞吐量较小）。随着高速上正在行驶的车辆的数目变大（并发数变大），此时车速稍微可能下降（响应时间稍微下降），此时收费站每天收取的高速费变大（吞吐量变大）。随着高速上正在行驶的车辆的数目持续增大（并发数持续增大），导致堵车，车速会下降（响应时间下降），此时收费站每天收取的高速费反而降低（吞吐量变小）。