JVM系列【6】GC與調優3

JVM系列筆記目錄

• 虛擬機的基礎概念
• class檔案結構
• class檔案加載程序
• jvm記憶體模型
• JVM常用指令
• GC與調優

調優前的基礎概念

1. 吞吐量：用戶代碼時間 /（用戶代碼執行時間 + 垃圾回收時間）
2. 回應時間：STW越短，回應時間越好
3. 所謂調優，首先確定，追求啥？吞吐量優先，還是回應時間優先？還是在滿足一定的回應時間的情況下，要求達到多大的吞吐量，如科學計算、資料挖掘：吞吐量優先;網站、GU、 API 等追求回應時間，

什么是調優

1. 根據需求進行JVM規劃和預調優
2. 優化JVM運行環境(慢、卡頓)
3. 解決JVM運行程序中出現的各種問題(如OOM)

• 根據需求進行JVM規劃和預調優

  調優一般來說，從業務場景開始，沒有業務場景的調優都是耍流氓；無監控 （壓力測驗，能看到結果），不調優，

  步驟

  1. ? 熟悉業務場景
  2. 選擇回收器組合，沒有最好的GC,只有最適合的GC，追求回應時間或停頓時間選擇CMS、G1、ZGC追求吞吐量 可選擇PS，
  3. 計算記憶體需求（經驗值 1.5G -16G）
  4. 選定CPU（越高越好）
  5. 設定年代大小，升級年代
  6. 設定日志引數，日志檔案全放一個？10T日志怎么查，可以設定滾動日志如 -Xloggc:/opt/xxx/logs/xxx-xxx-gc-%t.log -XX:+UseGCLogFileRotation -XX:NumberOfGCLogFiles=5 -XX:GCLogFileSize=20M -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCCause， 或是每天產生一個日志檔案，
  7. 觀察日志情況

  提供一個簡單的案例分析

  案例1：垂直電商，最高每日百萬訂單，處理訂單系統需要什么樣的服務器配置？

  這個問題比較業余，因為很多不同的服務器配置都能支撐(1.5G -16G)，可以具體分析：一天中特定的高峰期1小時有360000訂單集， 1000個訂單/秒，可以根據經驗值估算需要的記憶體配置，如果非要要計算，可以這么算：一個訂單產生需要多少記憶體？512K * 1000，需要500M記憶體，

  從另外專業的角度考慮：要求回應時間100ms，這種情況下可以通過壓測的方式找到符合的服務器配置，

• 優化JVM運行環境(慢、卡頓)

  1. 提供一個簡單的案例分析，

     有一個50萬PV的資料類網站（從磁盤提取檔案到記憶體）原服務器32位，1.5G的堆.用戶反饋網站比較緩慢，因此公司決定升級，新的服務器為64位，16G的堆記憶體，結果用戶反饋卡頓十分嚴重，反而比以前效率更低了，

     1. 為什么原網站慢?很多用戶瀏覽資料，很多資料load到記憶體，記憶體不足，頻繁GC，STW長，回應時間變慢，
     2. 為什么會更卡頓？記憶體越大，FGC時間越長
     3. 如何解決？可以換垃圾回收器，如從PS 換為PN + CMS 或者是1.8以上的直接用G1，

  2. 系統CPU經常100%，如何調優？(面試高頻)

     CPU100%那么一定有執行緒在占用系統資源，

     1. 找出哪個行程cpu高（top）
     2. 該行程中的哪個執行緒cpu高（top -Hp）
     3. 匯出該執行緒的堆疊 (jstack)
     4. 查找哪個方法（堆疊幀）消耗時間長 (jstack)
     5. 對比作業執行緒占比高還是垃圾回收執行緒占比高

  3. 系統記憶體飆高，如何調優（面試高頻）

     思路： 匯出堆記憶體(jmap); 使用工具如(jhat jvisualvm mat jprofiler)分析

• 解決JVM運行程序中出現的各種問題

  提供一個測驗案例來說明分析程序和常用的工具，代碼如下：

  /**
   * 從資料庫中讀取信用資料，套用模型，并把結果進行記錄和傳輸
   */
  
  public class T15_FullGC_Problem01 {
  
      private static class CardInfo {
          BigDecimal price = new BigDecimal(0.0);
          String name = "張三";
          int age = 5;
          Date birthdate = new Date();
  
          public void m() {}
      }
  
      private static ScheduledThreadPoolExecutor executor = new ScheduledThreadPoolExecutor(50,
              new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());
  
      public static void main(String[] args) throws Exception {
          executor.setMaximumPoolSize(50);
  
          for (;;){
              modelFit();
              Thread.sleep(100);
          }
      }
  
      private static void modelFit(){
          List<CardInfo> taskList = getAllCardInfo();
          taskList.forEach(info -> {
              // do something
              executor.scheduleWithFixedDelay(() -> {
                  //do sth with info
                  info.m();
  
              }, 2, 3, TimeUnit.SECONDS);
          });
      }
  
      private static List<CardInfo> getAllCardInfo(){
          List<CardInfo> taskList = new ArrayList<>();
  
          for (int i = 0; i < 100; i++) {
              CardInfo ci = new CardInfo();
              taskList.add(ci);
          }
  
          return taskList;
      }
  }
  

  1. 啟動命令java -Xms20M -Xmx20M -XX:+UseParallelGC -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError T15_FullGC_Problem01

  2. 一般是運維團隊首先受到報警資訊（CPU、Memory）

  3. top命令觀察到問題：記憶體不斷增長，CPU占用率居高不下

  4. top -Hp 觀察行程中的執行緒，哪個執行緒CPU和記憶體占比高

  5. jps定位具體java行程；jstack pid 定位執行緒狀況，重點關注：WAITING BLOCKED

     waiting on <0x0000000088ca3310> (a java.lang.Object)
     假如有一個行程中100個執行緒，很多執行緒都在waiting on ，一定要找到是哪個執行緒持有這把鎖， 怎么找？搜索jstack dump的資訊，找 ，看哪個執行緒持有這把鎖處于RUNNABLE狀態，

  6. jinfo pid 查看JVM的情況，一般用處不大，

  7. 通過jstat -gc 動態觀察gc情況；或是閱讀GC日志發現頻繁GC；或是通過arthas觀察gc情況，

  8. 在線定位，查找有多少物件產生，注意大量的物件，使用jmap -histo pid |head -20

  9. jmap -dump:format=b,file=xxx pid 可以在線堆轉儲，但是要慎重影響很大，

     線上系統記憶體特別大，jmap執行期間對行程產生很大影響，甚至卡頓(電商不適合)，

     如何解決？ 啟動時候設定引數HeapDumpOnOutOfMemoryError，OOM的 時候會自動產生堆轉儲檔案；如果線上很多服務器備份(高可用)，停掉這臺服務器對其它服務沒影響也可以在線堆轉儲；在線定位也可以用阿里的arthas，

  10. 使用MAT/jhat/jvisualvm 進行dump檔案分析，

      建議使用MAT/jvisualvm 裝入分析，界面友好且支持復雜查詢

  11. 最難的一點：定位到代碼中的問題

      示例代碼的問題是：執行緒池使用不當引起OOM；不停new CardInfo物件不停地起定時執行緒去處理，導致這些物件越來越多

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標籤：Java

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