jvm的调优

Posted 2020-10-28 海棠--依旧

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了jvm的调优相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

　　首先我们要知道jvm的调优，主要是对那些部分的优化。通过jvm内存模型我们可以，首先是分析遇到的问题，然后通过一些工具或者手段找到问题所在，然后通过一定的措施解决问题，下面我们也将按着这个思路来给出具体的操作。

问题分析

　　这个主要是根据我们在运行程序时出现的问题：内存溢出，栈溢出，或者请求停顿。

解决方案

　　堆内存溢出的话我们首先看jvm的配置参数：

java -Xmx3550m -Xms3550m -Xss128k -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=4 -XX:MaxPermSize=16m -XX:MaxTenuringThreshold=0

　　　　-Xmx3550m：设置JVM最大可用内存为3550M。

-Xms3550m：设置JVM促使内存为3550m。此值可以设置与-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存。

-Xmn2g：设置年轻代大小为2G。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。

-Xss128k：设置每个线程的堆栈大小。JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M，以前每个线程堆栈大小为256K。更具应用的线程所需内存大小进行调整。在相同物理内存下，减小这个值能生成更多的线程。但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的，不能无限生成，经验值在3000~5000左右。

-XX:NewRatio=4:设置年轻代（包括Eden和两个Survivor区）与年老代的比值（除去持久代）。设置为4，则年轻代与年老代所占比值为1：4，年轻代占整个堆栈的1/5。但是如果设置了年轻代的大小和最大最小对内存，这个值就没有必要设置了。

-XX:SurvivorRatio=4：设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值。设置为4，则两个Survivor区与一个Eden区的比值为2:4，一个Survivor区占整个年轻代的1/6.一般默认比值为2/8

-XX:MaxPermSize=64m:设置永久代大小为64m。一般设置为物理内存的1/64。（这个可以看着做事方法区的大小，在HotSpot虚拟机中方法去和永久带是一个概念）

-XX:MaxTenuringThreshold=0：设置垃圾最大年龄。如果设置为0的话，则年轻代对象不经过Survivor区，直接进入年老代。对于年老代比较多的应用，可以提高效率。如果将此值设置为一个较大值，则年轻代对象会在Survivor区进行多次复制，这样可以增加对象再年轻代的存活时间，增加在年轻代即被回收的概论。

jvm的参数详解

栈溢出

　　主要有栈溢出两种情景：

线程请求的栈的深度大于虚拟机所允许的最大深度，将抛出StackOverflowError

　　　　栈的深度和设置的-xss的大小以及和局部变量的数量以及大小有关，-xss越小，局部变量个数越多长度越长，深度就越小。栈帧存放着局部变量，方法返回值，这些值越多，或者值越大，那么战阵就越大，占用的内存就越大，栈的深度就越小。

虚拟机在扩展栈时无法申请到足够的空间，将抛出OutOfMemoryError

　　栈的大小（虚拟机栈和本地方法栈瓜分的大小）=系统限制的内存的大小-最大堆内存的大小（Xmx）-最大方法区内存（MaxPermSize）-程序计数器（很小）-虚拟机本身耗费的内存（很小）

方法区溢出

　　常量池内存溢出：运行时常量池也属于方法区

　　其他方法区内存溢出：主要是存放class相关信息的地方。主要是大量使用cglib技术，增强类越多，就需要越大的方法区内存。

使用到的工具

jstack：java堆栈跟踪工具

　　此工具是查看某个进程下的当前时刻线程的状态信息的，生成虚拟机当前时刻的线程快照，线程快照就是当前虚拟机中每一条线程正在执行的方法堆栈的集合，主要目的是定位线程长时间停顿的原因。

命令格式：

　　jstack [ option ] pid

基本参数：

　　-F 当\'jstack [-l] pid\'没有相应的时候强制打印栈信息

　　-l 长列表. 打印关于锁的附加信息,例如属于java.util.concurrent的ownable synchronizers列表.

　　-m 打印java和native c/c++框架的所有栈信息. -h | -help打印帮助信息

　　pid 需要被打印配置信息的java进程id,可以用jps工具查询

重点关注的线程状态：　　　

　　死锁， Deadlock（重点关注） 
　　执行中，Runnable   
　　等待资源， Waiting on condition（重点关注） 
　　等待获取监视器， Waiting on monitor entry（重点关注）
　　暂停，Suspended
　　对象等待中，Object.wait() 或 TIMED_WAITING
　　阻塞， Blocked（重点关注）  
停止，Parked

线程状态解析　

　　Deadlock：死锁线程，一般指多个线程调用间，进入相互资源占用，导致一直等待无法释放的情况。
　　Runnable：一般指该线程正在执行状态中，该线程占用了资源，正在处理某个请求，有可能正在传递SQL到数据库执行，有可能在对某个文件操作，有可能进行数据类型等转换。
　　Waiting on condition：
　　　　该状态出现在线程等待某个条件的发生。具体是什么原因，可以结合 stacktrace来分析。最常见的情况是线程在等待网络的读写，
　　比如当网络数据没有准备好读时，线程处于这种等待状态，而一旦有数据准备好读之后，线程会重新激活，读取并处理数据。在 Java引入 NewIO之前，对于每个网络连接，
　　都有一个对应的线程来处理网络的读写操作，即使没有可读写的数据，线程仍然阻塞在读写操作上，这样有可能造成资源浪费，而且给操作系统的线程调度也带来压力。
　　在 NewIO里采用了新的机制，编写的服务器程序的性能和可扩展性都得到提高。
    　　如果发现有大量的线程都在处在 Wait on condition，从线程 stack看， 正等待网络读写，这可能是一个网络瓶颈的征兆。因为网络阻塞导致线程无法执行。
　　一种情况是网络非常忙，几 乎消耗了所有的带宽，仍然有大量数据等待网络读 写；另一种情况也可能是网络空闲，但由于路由等问题，导致包无法正常的到达。
　　所以要结合系统的一些性能观察工具来综合分析，比如 netstat统计单位时间的发送包的数目，如果很明显超过了所在网络带宽的限制 ; 观察 cpu的利用率，如果系统态的 CPU时间，
　　相对于用户态的 CPU时间比例较高；如果程序运行在 Solaris 10平台上，可以用 dtrace工具看系统调用的情况，如果观察到 read/write的系统调用的次数或者运行时间遥遥领先；
　　这些都指向由于网络带宽所限导致的网络瓶颈。另外一种出现 Wait on condition的常见情况是该线程在 sleep，等待 sleep的时间到了时候，将被唤醒。
　　blocked：线程阻塞，是指当前线程执行过程中，所需要的资源长时间等待却一直未能获取到，被容器的线程管理器标识为阻塞状态，可以理解为等待资源超时的线程。
　　Waiting for monitor entry 和 in Object.wait()：Monitor是 Java中用以实现线程之间的互斥与协作的主要手段，它可以看成是对象或者 Class的锁。每一个对象都有，也仅有一个 monitor。

jstack报告分析

　　可以看到thread1在进行等待获取到锁，此时进入waiting for monitor entry，并是阻塞状态。而main线程提前获取到锁，当由于调用了sleep此时进入到Timed_waiting状态，此时man线程锁住的对象地址是7f3167cf0，而thread1正在等待获取这个锁对象。

prio：线程的优先级

tid：线程id

nid:操作系统映射的线程id, 非常关键，后面再使用jstack时补充；

1103e9000

106692000 ：表示线程栈的起始地址。

run（）：这个方法里面包含的出现问的对象以及代码行号

　　从jstack日志中，可以看到：主线程获取到thread2对象上的锁，因此正在执行sleep操作，状态为TIMED_WAINTING, 而thread2由于未获取到thread2对象上的锁，因此处于BLOCKED状态。再细看，thread2 正在"waiting to lock <7f3167cf0>"，即试图在地址为7f3167cf0所在的对象获取锁，而该锁却被main线程占有（locked <7f3167cf0>）。main线程正在"waiting on condition"，说明正在等待某个条件触发，由jstacktrace来看，此线程正在sleep。

经验：如果在jstack日志发现大量的线程在waiting to lock 某个地址，只要能查到哪个线程获取到锁就可以方便定位问题了

jstat：虚拟机统计信息监视工具

　　　　主要显示虚拟机进程中的类装载，内存，垃圾收集，jit编译等运行时的数据，是定位云定期虚拟机问题的首选工具

命令格式：

　　jstat -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interva[s|ms]> [<count>]]

参数解释：

　　Options — 选项，我们一般使用 -gcutil 查看gc情况

　　vmid — VM的进程号，即当前运行的java进程号

　　interval[s|ms] —— 间隔时间，单位为秒或者毫秒，默认为ms。必须是正整型。

　　count — 打印次数，如果缺省则打印无数次

　　选项参数

　　　　jstat工具特别强大，有众多的可选项，详细查看堆内各个部分的使用量，以及加载类的数量。使用时，需加上查看进程的进程id，和所选参数。以下详细介绍各个参数的意义。
    　　jstat -class pid:显示加载class的数量，及所占空间等信息。
    　　jstat -compiler pid:显示VM实时编译的数量等信息。
    　　jstat -gc pid:可以显示gc的信息，查看gc的次数，及时间。其中最后五项，分别是young gc的次数，young gc的时间，full gc的次数，full gc的时间，gc的总时间。
    　　jstat -gccapacity:可以显示，VM内存中三代（young,old,perm）对象的使用和占用大小，如：PGCMN显示的是最小perm的内存使用量，PGCMX显示的是perm的内存最大使用量，PGC是当前新生成的perm内存占用量，PC是但前perm内存占用量。其他的可以根据这个类推， OC是old内纯的占用量。
   　　 jstat -gcnew pid:new对象的信息。
    　　jstat -gcnewcapacity pid:new对象的信息及其占用量。
    　　jstat -gcold pid:old对象的信息。
    　　jstat -gcoldcapacity pid:old对象的信息及其占用量。
    　　jstat -gcpermcapacity pid: perm对象的信息及其占用量。
    　　jstat -gcutil pid:统计gc信息统计。
    　　jstat -printcompilation pid:当前VM执行的信息。