Hi，运维，你懂Java吗-No.3：java系统的启动

Posted 2022-12-12 龙叔运维

        作为运维，你不一定要会写Java代码，但是一定要懂Java在生产跑起来之后的各种机制。

        本文为《Hi，运维，你懂Java吗》系列文章 第三篇，敬请关注后续系列文章

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前言

        本篇对生产中运行java系统的启动方式以及启动参数以及相关配置进行介绍。

1、java应用的启动管理

        一般公司运行java系统，不管是打包成镜像发布（镜像部署），还是在服务器上替换程序包发布（包部署），都会有一个启动脚本（如起名叫start.sh），启动脚本负责维护java的启停以及启动的各种配置参数维护。

        启动脚本一般都会包含启动（start）、停止（stop）、重启（restart）三个基本功能。

       本文提供一个简单的脚本作为例子：

#!/bin/bash

APP_NAME=test.jar

#提示输入参数
use_help() 
    echo "Usage: sh demo.sh [start|stop|restart|status]"
    exit 1


#检查程序是否在运行
is_run() 
    pid=`ps -ef | grep $APP_NAME | grep -v grep | grep -v start.sh | awk 'print $2' `
    #如果不存在返回1，存在返回0
    if [ -z "$pid" ]; then
      return 1
    else
      return 0
    fi


#启动方法
start() 
   is_run
   if [ $? -eq "0" ]; then
     echo "$APP_NAME is already running. pid=$pid ."
   else
     java -Xms8192m -Xmx8192m  -XX:NewSize=1024m -XX:MaxNewSize=1024m -XX:PermSize=1024m -XX:MaxPermSize=4096m -XX:+UseG1GC -jar $APP_NAME 1>> log.log 2>&1 &
   fi


#停止方法
stop() 
   is_exist
   if [ $? -eq "0" ]; then
     echo "$pid"
     kill -9 $pid
   else
     echo "$APP_NAME is not running"
   fi


#输出运行状态
status() 
   is_exist
   if [ $? -eq "0" ]; then
     echo "$APP_NAME is running. Pid is $pid"
   else
     echo "$APP_NAME is not running."
   fi


#重启
restart() 
   echo "stop the old process"
   stop
   echo "finish"
   echo "start the new process"
   start
   echo "finish"


#根据输入参数，选择执行对应方法
case "$1" in
   "start")
     start
     ;;
   "stop")
     stop
     ;;
   "status")
     status
     ;;
   "restart")
     restart
     ;;
   *)
     usage
     ;;
esac

        

        然而，这个脚本只是最基本的脚本，还可以有很多优化的地方，例如：

        A、增加环境检查（java环境等等）

        B、将用到的环境变量单独一个文件，然后在最开始的时候source这个文件，就可以在脚本中使用这些环境变量，维护更清晰

        C、JAVA启动参数可以加的更多，不同类型的启动参数可以分别用变量去指定，最后再java命令中合并到一起，如：

JAVA_OPTS_JVM="-Xms1024m -Xmx2048m -Xss256K"

JAVA_OPTS_GC="-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintTenuringDistribution -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:logs/gc.log"

java $jvm_options $JAVA_OPTS_GC -jar  -jar aaa.jar 1>> log.log 2>&1 &

2、java应用的启动参数

        这里讲的就是java程序的启动命令java的一些在生产运行中可以用到的一些参数（所以这里并不是介绍所有参数哈）。

        这里的一些参数所关联的如JVM，GC等知识点的更深入的介绍会在后续专门对应的章节介绍。

        本文只讲JAVA 1.8版本之后（所以不存在持久代）

2.1、JVM内存相关

       

a、-Xms & -XX:InitialHeapSize

        初始堆大小

-Xms1560M

-XX:InitialHeapSize=1560M

        默认值为物理内存的1/64(<1GB)，建议初始堆大小和最大堆大小保持一致，以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存。

        默认空余堆内存小于40%(MinHeapFreeRatio参数可以调整)时，JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制.

        至于设置多大比较合适，这个其实要根据程序情况来看，但是一般可以直接配置为物理内存的1/4。

b、-Xmx &  -XX:MaxHeapSize

        最大堆大小

-Xmx1560M

-XX:MaxHeapSize=1560M

        默认值为物理内存的1/4(<1GB)，建议初始堆大小和最大堆大小保持一致，以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存。

        默认空余堆内存大于70%(MaxHeapFreeRatio参数可以调整)时，JVM会减少堆直到 -Xms的最小限制

        至于设置多大比较合适，这个其实要根据程序情况来看，但是一般可以直接配置为物理内存的1/4。

c、-Xss & -XX:ThreadStackSize

        规定了每个线程虚拟机栈及堆栈的大小

-Xss256K

-XX:ThreadStackSize=256K

        一般情况下，256k是足够的，此配置将会影响此进程中并发线程数的大小。

        

d、-XX:NewSize

        设置年轻代的初始大小

-XX:NewSize=1G

       

e、-XX:MaxNewSize

        设置年轻代的最大大小

-XX:MaxNewSize=1G

       

f、-Xmn 

        同事设置年轻代的初始大小和最大大小

-Xmn1G

        整个堆大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小。持久代一般固定大小为64m，所以增大年轻代后，将会减小年老代大小。此值对系统性能影响较大，Sun官方推荐配置为整个堆的3/8。

g、-XX:NewRatio

        新生代（Eden + 2*S）与老年代（不包括永久区）的比值

        注意：设置了-Xmn，则-XX:NewRatio将被忽略

-XX:NewRatio=4

        例如-XX:NewRatio=4 表示新生代:老年代 = 1:4 即老年代占整个对的4/5；默认值=2。

        一般情况下，不允许-XX:Newratio值小于1，即Old要比Yong大。

h、-XX:SurvivorRatio

        2个Survivor区和Eden区的比值

-XX:SurvivorRatio=8

        例如：-XX:SurvivorRatio=8 表示 两个Survivor区:Eden区=2:8 ,每个Survivor占 1/10 ；JVM默认=8

i、-XX:MetaspaceSize

        元空间初始大小

-XX:MetaspaceSize=512M

        建议和-XX:MaxMetaspaceSize设置成一样大

j、-XX:MaxMetaspaceSize

        元空间最大大小        

-XX:MaxMetaspaceSize=512M

        建议和-XX:MaxMetaspaceSize设置成一样大

        建议最好设置上，因为和java8之前的永久代不一样，元空间是基于操作系统内存的，可以一直扩展到操作系统的极限。

k、-XX:MaxTenuringThreshold

        垃圾的最大年龄. 默认为15

XX:MaxTenuringThreshold=15

        新生代的From 区和To区 会来回的复制和交换位置. 每交换一次,就会增加一次年龄. 如果某些对象在 的年龄达到改参数配置的值, 就会从新生代到老年代中去.

        

l、-XX:MaxDirectMemorySize

        堆外内存大小，JVM之外分配的内存

XX:MaxDirectMemorySize=2G

        要避免-Xmx + MaxDirectMemorySize 大于物理内存

        这一块虚拟地址空间并不是分配在jvm堆上，而是分配在native堆上。yong gc不能回收这部分空间，只能通过Full gc顺带进行回收

m、-XX:+AlwaysPreTouch

        在服务启动的时候真实的分配物理内存给JVM

        可以加快代码运行效率，但是毕竟把分配物理内存的事提前放到JVM进程启动时做了，自然就会影响JVM进程的启动时间，导致启动时间变长。

        顺便提一下，可以用 jmap -heap 【PID】 查看java 进程堆相关的配置，看是否按照自己的配置分配了内存

2.2、GC设置相关

a、-XX:+PrintGCDetails

        打印 gc 详细信息日志

b、-XX:+PrintGC

        打印 gc 简单信息日志

c、-XX:+PrintGCDateStamps

        输出GC的时间戳（以日期的形式，如 2013-05-04T21:53:59.234+0800）

d、-XX:+PrintTenuringDistribution

        JVM在每次新生代GC时，打印出幸存区中对象的年龄分布。

e、-XX:+PrintHeapAtGC

        在进行GC的前后打印出堆的信息

f、-Xloggc

        指定GC日志文件

-Xloggc:/var/logs/gc.log

f、-XX:+DisableExplicitGC

        禁止显示调用GC，代码中手动调用System.gc()就不会生效。

        而有些框架中因为是使用的堆外内存，必须手动调用System.gc()来释放。如果禁用掉就会导致堆外内存使用一直增长，造成内存泄露。

2.3、程序运行记录相关

a、-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

        当JVM发生OOM时，自动生成DUMP文件

b、-XX:HeapDumpPath

        自动生成的DUMP文件路径

-XX:HeapDumpPath=/var/logs/oom.hprof

c、-XX:ErrorFile

        应用程序中的错误而发生崩溃时生成日志文件

        默认这个文件创建在工作路径下的hs_err_pid.log中

-XX:ErrorFile=/var/logs/hs_err_%p.log"

d、-XX:+PrintFlagsInitial 

        印所有的默认参数设置

e、-XX:+PrintFlagsFinal

        打印最终值，如果某个默认值被新值覆盖，显示新值

f、-XX:+PrintCommandLineFlags 

        打印那些被新值覆盖的项

本篇结束 欢迎关注该系列后续文章，更多更深入的一些参数会在对应知识点的时候一并讲解