JVM优化

三种参数

 

jvm的参数类型分为三类，分别是：

  • 标准参数
    -help
    -version

    -D设置系统属性参数 ：java ‐Dstr=123 TestJVM

     

  • -X参数 （非标准参数）

    ‐client ：Client VM相对来讲会保守一些，初始堆空间会小一些，使用串行的垃圾回收器，它

    的目标是为了让JVM的启动速度更快

    ‐server ：初始堆空间会大一些，默认使用的是并行垃圾回收器，启动慢运行快

    -Xint ：会强制JVM执行所有的字节码，当然这会降低运行速度，通常低10倍或更多

    -Xcomp ：与它（-Xint）正好相反，JVM在第一次使用时会把所有的字节码编译成本地代码，从而带来最大程度的优化

    -Xmixed ：混合模式，将解释模式与编译模式进行混合使用，由jvm自己决定，这是jvm默认的模式，也是推荐使用的模式

     

  • -XX参数（使用率较高）

    boolean类型

    格式：-XX:[+-]

    如：-XX:+DisableExplicitGC 表示禁用手动调用gc操作，也就是说调用System.gc()无效

    非boolean类型

    格式：-XX:

    如：-XX:NewRatio=1 表示新生代和老年代的比值
    -XX:newSize

    -XX:+PrintFlagsFinal ：运行java命令时打印参数
    XX:+UseSerialGC

-Xmx2048m：等价于-XX:MaxHeapSize，设置JVM最大堆内存为2048M。

-Xms512m：等价于-XX:InitialHeapSize，设置JVM初始堆内存为512M。

适当的调整jvm的内存大小，可以充分利用服务器资源，让程序跑的更快

  • 其他

    通过jps 或者 jps ‐l 查看java进程

    查看所有的参数，用法：jinfo ‐flags <进程id>

    查看某一参数的值，用法：jinfo ‐flag <参数名> <进程id>

     

     

JVM内存模型

 

Jdk1.7的堆内存模型

Young

Tenured

Perm

Eden

Survivor

Survivor

Virtual

Tenured

Virtual

perm

Virtual

 

  • Young 年轻区（代）

Young区被划分为三部分，Eden区和两个大小严格相同的Survivor区，其中，Survivor区间中，某一时刻只有其中一个是被使用的，另外一个留做垃圾收集时复制对象用，在Eden区间变满的时候， GC就会将存活的对象移到空闲的Survivor区间中，根据JVM的策略，在经过几次垃圾收集后，任然存活于Survivor的对象将被移动到Tenured区间。

  • Tenured 年老区

Tenured区主要保存生命周期长的对象，一般是一些老的对象，当一些对象在Young复制转移一定的次数以后，对象就会被转移到Tenured区，一般如果系统中用了application级别的缓存，缓存中的对象往往会被转移到这一区间。

  • Perm 永久区

Perm代主要保存class,method,filed对象，这部份的空间一般不会溢出，除非一次性加载了很多的类，不过在涉及到热部署的应用服务器的时候，有时候会遇到java.lang.OutOfMemoryError : PermGen space 的错误，造成这个错误的很大原因就有可能是每次都重新部署，但是重新部署后，类的class没有被卸载掉，这样就造成了大量的class对象保存在了perm中，这种情况下，一般重新启动应用服务器可以解决问题。

  • Virtual区：

最大内存和初始内存z的差值，就是Virtual区

 

Jdk1.8的堆内存模型

堆内存

非堆内存

Young

S0

MetaSpace

元数据

CCS

S1

Eden

CodeCache

Old Gen

 

移除永久代是为融合HotSpot JVM与 JRockit VM而做出的努力，因为JRockit没有永久代，不需要配置永久代。

现实使用中，由于永久代内存经常不够用或发生内存泄露，爆出异常java.lang.OutOfMemoryError: PermGen。

基于此，将永久区废弃，而改用元空间，改为了使用本地内存空间

 

 

查看堆内存使用情况

 

jstat [-命令选项] [vmid] [间隔时间/毫秒] [查询次数]

jstat ‐class 6219 ：查看class加载统计

jstat ‐compiler 6219 ：查看编译统计

jstat ‐gc 6219 ：垃圾回收统计

 

对堆内存进行更详细的统计分析

 

# jmap ‐heap 6219

 

查看内存中对象数量及大小

 

查看所有对象，包括活跃以及非活跃的

jmap ‐histo <pid> | more

查看活跃对象

jmap ‐histo:live <pid> | more

 

分析内存使用情况步骤

 

  1. 将内存使用情况dump到文件中
    1. jmap ‐dump:format=b,file=dumpFileName <pid>
  2. 通过jhat对dump文件进行分析
    1. jhat ‐port <port> <file>
  3. 打开浏览器进行访问：http://192.168.40.133:9999/

 

通过MAT工具对dump文件进行分析

 

  • 内存溢出的定位与分析

    内存溢出在实际的生产环境中经常会遇到，比如，不断的将数据写入到一个集合中，出现了死循环，读取超大的文件等等，都可能会造成内存溢出。

    如果出现了内存溢出，首先我们需要定位到发生内存溢出的环节，并且进行分析，是正常还是非正常情况，如果是正常的需求，就应该考虑加大内存的设置，如果是非正常需求，那么就要对代码进行修改，修复这个bug。

    首先，我们得先学会如何定位问题，然后再进行分析。如何定位问题呢，我们需要借助于jmap与MAT工具进行定位分析。

    • 用idea编译器携带参数：‐Xms8m ‐Xmx8m ‐XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
    • 当发生内存溢出时，会dump文件到java_pid?.hprof
    • 导入到MAT工具中进行分析
  • CPU负载增高的定位与分析

    有些时候我们需要查看下jvm中的线程执行情况，比如，发现服务器的CPU的负载突然增高了、出现了死锁、死循环等，我们该如何分析呢？

    由于程序是正常运行的，没有任何的输出，从日志方面也看不出什么问题，所以就需要看下jvm的内部线程的执行情况，然后再进行分析查找出原因

    • 用法：jstack <pid>
    • 观察各个线程waiting to lock<锁id>和locked<锁id>

 

线程的状态

  • 初始态（NEW）
    • 创建一个Thread对象，但还未调用start()启动线程时，线程处于初始态。
  • 运行态（RUNNABLE），在Java中，运行态包括 就绪态 和 运行态。
    • 就绪态
      • 该状态下的线程已经获得执行所需的所有资源，只要CPU分配执行权就能运行。
      • 所有就绪态的线程存放在就绪队列中。
    • 运行态
      • 获得CPU执行权，正在执行的线程。
      • 由于一个CPU同一时刻只能执行一条线程，因此每个CPU每个时刻只有一条运行态的线程。
  • 阻塞态（BLOCKED）
    • 当一条正在执行的线程请求某一资源失败时，就会进入阻塞态。
    • 而在Java中，阻塞态专指请求锁失败时进入的状态。
    • 由一个阻塞队列存放所有阻塞态的线程。
    • 处于阻塞态的线程会不断请求资源，一旦请求成功，就会进入就绪队列，等待执行。
  • 等待态（WAITING）
    • 当前线程中调用wait、join、park函数时，当前线程就会进入等待态。
    • 也有一个等待队列存放所有等待态的线程。
    • 线程处于等待态表示它需要等待其他线程的指示才能继续运行。
    • 进入等待态的线程会释放CPU执行权，并释放资源（如：锁）
  • 超时等待态（TIMED_WAITING）
    • 当运行中的线程调用sleep(time)、wait、join、parkNanos、parkUntil时，就会进入该状态；
    • 它和等待态一样，并不是因为请求不到资源，而是主动进入，并且进入后需要其他线程唤醒；
    • 进入该状态后释放CPU执行权 和 占有的资源。
    • 与等待态的区别：到了超时时间后自动进入阻塞队列，开始竞争锁。
  • 终止态（TERMINATED）
    • 线程执行结束后的状态。

 

VisualVM工具

 

VisualVM，能够监控线程，内存情况，查看方法的CPU时间和内存中的对 象，已被GC的对象，反向查看分配的堆栈(如100个String对象分别由哪几个对象分配出来的)。

VisualVM使用简单，几乎0配置，功能还是比较丰富的，几乎囊括了其它JDK自带命令的所有功能。

  • 内存信息
  • 线程信息
  • Dump堆（本地进程）
  • Dump线程（本地进程）
  • 打开堆Dump。堆Dump可以用jmap来生成。
  • 打开线程Dump
  • 生成应用快照（包含内存信息、线程信息等等）
  • 性能分析。CPU分析（各个方法调用时间，检查哪些方法耗时多），内存分析（各类
  • 对象占用的内存，检查哪些类占用内存多）

还可以监控远程的jvm进程，需要借助于JMX技术实现(具体使用时，需要在远程端开启jmx端口)

    JMX（Java Management Extensions，即Java管理扩展）是一个为应用程序、设备、系统等植入管理功能的框架。JMX可以跨越一系列异构操作系统平台、系统体系结构和网络传输协议，灵活的开发无缝集成的系统、网络和服务管理应用

#在tomcat的bin目录下，修改catalina.sh，添加如下的参数

JAVA_OPTS="‐Dcom.sun.management.jmxremote ‐

Dcom.sun.management.jmxremote.port=9999 ‐

Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false ‐

Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false"

#这几个参数的意思是：

#‐Dcom.sun.management.jmxremote ：允许使用JMX远程管理

#‐Dcom.sun.management.jmxremote.port=9999 ：JMX远程连接端口

#‐Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false ：不进行身份认证，任何用

户都可以连接

#‐Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false ：不使用ssl

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