jvm参数解析（含调优过程）

Posted 2020-10-01 落日银河

前阵       对底层账单系统进行了压测调优，调优的最后一步--jvm启动参数中，减小了线程的堆栈空间：-XX:ThreadStackSize=256K，缩减至原来的四分之一，效果明显，不过并没有调试其他内存空间及gc相关参数。这次有机会在实际压测中，调优这一部分内容，笔者以cms收集器为例，将有、无调优配置情况下的压测结果进行对比，来分析各项调用参数的意义及效果。

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准备工作：

1.调用查询接口的测试jar包，作为dubbo-consumer，依赖了查询服务的api，测试module基于maven开发，执行maven clean package即可通过编译得到jar包，本次查询api使用账户查询接口getUserAccount

2.JMeter：Apache组织开发的基于Java的压力测试工具，添加测试计划，线程组容量均为200

方案：

无限次请求查询接口（保证任意时刻并发量相同），观察Error%为0，当请求平稳进行时的tps，为该接口吞吐量

实施：

1.jvm中只配置打印gc日志等监控参数

-XX:+PrintGCDetails:打印gc日志详细信息

-XX:+PrintGCTimeStamps:打印gc发生时相对jvm启动的时间戳，（后来加入了PrintGCDateStamps，打印gc发生的日期）

-Xloggc:设置gc日志的生成位置

压测聚合报告

压测数据稳定后，我们观察到200线程并发压力下，tps可达到1200+，99%Line600ms左右，我们观察一下gc日志

这里截取了一次minor gc的数据，两次gc发生间隔很短（最短不到1s就发生第二次minor gc），系统默认为新生代只分配了100到200MB左右空间，老年代也就是200到300MB左右，可以看出默认分配的空间并不大，并且由于新生代容量非常小，一直在频繁发生gc。jvm默认采用PSYoungGen-并行收集器来回收新生代空间。

2.jvm中加入cms收集器，并手动规划jvm空间分配

-Xms4096M:堆容量初始值

-Xmx4096M:堆容量最大值

-Xmn1024M:新生代容量，所以老年代容量 = 堆容量 - 新生代容量 = 3072M

-Xss256K:线程堆栈空间大小

-XX:MaxDirectMemorySize:Direct Buffer Memory大小

-Djava.awt.headless=true:使用缺少外设的系统配置模式

-Dfile.encoding=UTF-8:设置编码规范

jmx配置用于远程管理

-XX:+HeapDumpOutOfMemoryError:当出现OOM时，打印堆快照

-XX:HeapDumpPath:堆快照打印路径，建议文件后缀设为hprof，可被MAT识别

-XX:+DisableExplicitGC:关闭System.gc()

-XX:SurvivorRatio=1:Eden区与Survivor区的大小比值

-XX:+UserConcMarkSweepGC:使用CMS收集器

-XX:+UserParNewGC:新生代使用ParNew收集器

-XX:+CMSParallelRemarkEnabled:降低标记停顿

-XX+UseCMSCompactAtFullCollection:在full gc的时候，对年老代的压缩

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0:full gc后不压缩老年代内存空间

-XX:LargePageSizeInBytes:内存页的大小

-XX:+UseFastAccessorMethods:原始类型的快速优化

-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly:使用手动定义初始化定义开始CMS收集，禁止hostspot自行触发CMS GC

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80:老年代使用80％后开始CMS收集

-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=0:每兆堆空闲空间中SoftReference的存活时间为0秒

       以上这些配置我们重点关注jvm空间分配相关参数和收集器相关参数，首先扩大了堆空间大小至4G，新生代1G，老年代3G，直观上系统可以承载更多实例的创建，但是同样也可能造成因对象引用导致的寻址时间增加。另外，手动配置了使用CMS收集器回收老年代，CMS是一种以最短停顿时间为目标的收集器，使用CMS并不能达到GC效率最高，但由于其拥有并发线程进行标记工作，所以尽可能地降低了GC时服务的停顿时间。而为了保证应用线程不停顿，系统需要更多的CPU资源。总得来说，CMS回收器减少了回收的停顿时间，但是降低了堆空间的利用率，也降低了吞吐量，所以使用该收集器的前提是应用程序对停顿比较敏感，并且有许多生存周期长的对象。我们在此处使用该收集器主要用来观察手动配置后与默认配置相比有哪些优劣。压测结果如下

我们发现这种情况下吞吐量有小幅度提高，并且响应时间降低，那么jvm起了哪些作用呢，我们看一下gc日志

eden、s1、s2容量被新生代均分为3份，两个gc间隔时间为2s左右，已进行了2次full gc，其余时间一直在执行minor gc。两张图结合分析，我们发现随着新生代容量的扩大，jvm创建实例能力略有提高，同样200个线程的并发压力，同一时间可以承受更多的请求，那是不是新生代容量越大吞吐量就越高呢，笔者后来将新生代内存调至3G，吞吐量不增反降，说明其二者并不是线性相关。我们此时可以确定的是：jvm内存容量要适当增大，并且内存分配比例要尽可能符合jvm对对象的实际创建情况。

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总结：

       jvm参数是灵活使用jvm的关键，我们在使用时需要谨慎添加，当然如果搭配的好，至少在系统内部服务层面，性能会有客观的提升。但这也是想表达的另一个观点，如何配置jvm内存空间，选择哪些gc收集器组合，并没有绝对的标准，绝对的好与不好，都是在多次的权衡、搭配下，产生对你所运行的服务一个相对好的效果。jvm调优路漫漫，吾将继续求索。