6-JVM常用工具和优化

JVM 常用工具和优化

JDK 自带的

jconsole

jvisualvm

三方的工具

arthas

调优关注点（内存、GC）：

内存

• MAT
• XElephant
• 在线：perfma

GC

拿到GC日志，分析GC日志（吞吐量，停顿时间，垃圾回收次数；这三个是评判垃圾收集器好坏的标准）

• 本地：GCViewer
• 在线：gceasy.io

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在什么情况下调优

体现系统性能的参考因素

首先我们需要知道系统当前的运行状况，也就是系统的性能好坏，才能判断是否需要调优。如果系统的响应时间很短，计算机的资源使用也很低，那我们做系统调优就完全是为了调优而调优。那么衡量系统性能的指标到底有哪些呢？

• 响应时间：响应时间是衡量系统性能的重要指标之一，响应时间越短，性能越好，一般一个接口的响应时间是在毫秒级。响应时间还包括数据库响应时间、服务端响应时间、网络响应时间、客户端响应时间。
• TPS：指系统接口的 TPS（每秒事务处理量），因为 TPS 体现了接口的性能，TPS 越大，性能越好。在系统中，吞吐量分为两种：磁盘吞吐量和网络吞吐量。
• 计算机资源分配使用率：通常由 CPU 占用率、内存使用率、磁盘 I/O、网络 I/O 来表示资源使用率。这几个参数好比一个木桶，如果其中任何一块木板出现短板，任何一项分配不合理，对整个系统性能的影响都是毁灭性的。

JVM 调优都做些什么？

具体来说 JVM 调优需要包括两方面：合理地设置 JVM 的内存空间和选择合适的垃圾回收器。

• 内存空间的分配设置：JVM 内存分配不合理带来的性能表现并不会像内存溢出问题这么突出，最直接的表现就是频繁的 GC，这会导致上下文切换等性能问题，从而降低系统的吞吐量、增加系统的响应时间。具体的实现包括调整堆内存空间减少 Full GC、调整年轻代减少 MinorGC、设置合理的 Eden 和 Survivor 区的比例。
• 选择合适的垃圾回收器：垃圾回收主要是指堆和方法区的回收，堆中的回收主要是对象的回收，方法区的回收主要是废弃常量和无用的类的回收。垃圾收集器的种类很多，不同的场景有不同的选择。对于每次操作的响应时间要求比较高的，我们可以选择响应速度较快的 GC回收器，比如 CMS 回收器和 G1 回收器；而对系统吞吐量有较高要求时，就可以选择 Parallel Scavenge 回收器来提高系统的吞吐量。

是否需要 JVM 调优？

一般项目肯定是不需要进行 JVM 调优的，因为 JVM 本身就是为这种低延时、高并发、大吞吐的服务设计和优化的，我们很少需要去改变什么。所以，我们往往更偏重于应用服务本身的调优。

在一些应用中，比如大数据计算引擎，是一种非常极端的 JVM 应用，对延时的要求并不高，但对吞吐量要求很高，会有大量的短生命周期对象产生，同时也有大量的对象生存时间非常久，我们就需要对特定的一些 JVM 参数进行修改。

再比如生产环境中出现内存溢出，我们需要判断是由于大峰值下没有限流，瞬间创建大量对象而导致的内存溢出，还是是由于内存泄漏而导致的内存溢出。对于内存泄漏导致的，这种问题就是程序的 Bug，我们需要及时找到问题代码进行修改，而不是调整 JVM。

JVM 在很大程度上减轻了 Java 开发人员投入到对象生命周期管理的精力。在使用对象的时候，JVM 会自动分配内存给对象，在不使用的时候，垃圾回收器会自动回收对象，释放占用的内存。所以一般情况下我们是不需要调优的。当然事无绝对，某些特殊场景就需要我们进行参数调整，但调整的前提一定是你对 JVM 的运行原理非常熟悉才行。

JVM错误排查与解决案例

JVM性能优化到底从发现到解决的历程：发现问题-排查问题-解决问题

案列一：

发现问题：JVM日志 gc.log 文件，通过JVM工具（比如：gceasy）查看并发现问题；比如GC的次数过多；可以通过工具查看到GC次数【新生代和老年代分别的GC次数】。GC频繁：如何判断GC频繁呢？有个参照【比如服务刚上线GC5次，运行一段时间后10次，在之后30次，在之后50次，依次类推】

排查问题：打印出JVM GC日志，查看minorGC（新生代GC）或者majorGC（老年代GC）

解决问题：适当增加堆内存空间，或者选择合适的垃圾收集器

案例二：

发现问题：OOM

排查问题：在JVM参数中配置，如果发生了OOM错误时自动dump下相关的.hprof文件，对该文件通过工具（比如MAT或者在线的perfma）进行分析；分析之后当找到占用内存比较大的对象对应的线程的业务代码（可能是程序死循环，或者后端程序并发量比较大）

解决问题：如果是并发量比较大，就减少对后端程序的访问；通过Nginx增加机器，负载均衡，权重比例

案例三

发现问题：CPU负载过高

排查问题：命令：top jps jinfo jstat jmap 等这些命令灵活配合使用查看；可能是服务程序处理压力过大

解决问题：具体看情况而论，可以集群部署、或者通过中间件（MQ、Kafka等）实现异步请求

案例四

发现问题：死锁

排查问题：可以通过 jstack 命令去查看相关线程锁的信息

解决问题：找到对应的业务代码，进行修改；或者使用zk、redis实现分布式锁

案例五

发现问题：线程池不够用了

排查问题：通过JDK的工具 jconcole jvisualvm 查看哪些线程得不到释放的

解决问题：适当的对后端代码优化，及时释放资源、合理的设置线程池中的参数（大小）