JVM性能調優(yōu)的評估指標及調優(yōu)示例

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整體評估指標說明

1.吞吐量: 運行用戶代碼占總時間的比例
總運行時間：用戶線程程序的運行時間(100s)+GC內存回收的時間 (1s)
比如程序運行時間100s/內存回收時間 垃圾回收1s 則吞吐量為100/101=99%
2.GC負荷：與吞吐量相反，指應用花在GC上的時間百分比
上例GC負荷為：1/101=1%
3.暫停時間：應用線程花在GC stop-the-world 的時間
暫時時間越小越好
4.GC頻率：次數(shù)/GC頻率越多，stw暫停時間越短；GC回收頻率次數(shù)越少、stw暫停時間越長
5.反應速度：從一個對象變成垃圾道這個對象被回收的時間
吞吐量優(yōu)先的收集器：Parallel并行收集器【Jdk8默認收集器】
響應時間優(yōu)先的收集器：CMS（老年代）/ParNew(新生代)-注重stw時間越少
G1/ZGC同時注重吞吐量和響應時間優(yōu)先

JVM調優(yōu)方案

優(yōu)化核心思路：
1、通過堆內存設置減少老年代垃圾回收的次數(shù)
2、配置垃圾回收器，減少STW的時間

1.避免用戶線程暫停時間STW比較短

a.堆內存空間一定要充足，垃圾回收和最大堆內存無關，只和初始內存有關。
b.項目啟動堆內存初始值與最大值一定保持一致，可減少垃圾回收的次數(shù)，提高吞吐量;
c.不建議調用System.gc()，容易造成STW;
d.不要在堆內存中存放大對象和全局變量，容易觸發(fā)fullgc
e.合理根據項目堆內存情況，選擇收集器

2.合理設定堆的初始大小和選擇合理的垃圾收集器

a.起步階段的個人網站,建議堆內存1GB 可以串行SerialGC,建議使用并行Parallel GC
b.有一定訪問量的網站或APP,建議堆內存2g 建議使用Parallel GC
c.并發(fā)適中的APP或普通數(shù)據處理,建議堆內存4g 老年代CMS/新生代parnew
d.適用于并發(fā)要求較高的APP,建議堆內存8G（要16G的可以集群）建議G1收集器 注重低延遲和吞吐量

必填參數(shù)

-Xmx 堆最大可用值 測試結果：默認4G----物理內存的1/4
-Xms 堆初始值 測試結果：最大內存的1/16-----物理內存的1/64
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 內存溢出的時候打印內存快照
-XX:HeapDumpPath=hdpserver_oom.hprof 內存溢出的時候內存快照保存路徑

tips：
a、-Xmx和-Xms在內存不大的時候建議相同，內存很大的時候，建議配成2:1
b、內存溢出的快照配置很可能幾個月不出現(xiàn)，但建議配置上，方便問題出現(xiàn)時的排查
c、垃圾回收器在JDK8之前建議用CMS，JDK8及之后建議用G1。

優(yōu)化參數(shù)

-XX:+PrintGC 每次觸發(fā)GC的時候打印相關日志
-XX:+PrintGCDetails 更詳細的GC日志
堆設置
-Xmn 新生代堆最大可用值 默認是堆的1/3，官方推薦配置為整個堆的3/8
-XX:NewRatio 配置新生代與老年代占比 默認1:2 建議值：1:2或1:3 -XX:NewRatio=3
-XX:SurvivorRatio 用來設置新生代中eden空間和from/to空間的比例=eden/from=den/to 默認8:1
-XX:PermSize 初始化永久內存區(qū)域大小，默認4M，超出的話可能出現(xiàn)PermGen space錯誤。
-XX:MaxPermSize 設置永久內存區(qū)域最大大小
-XX:NewSize 作用跟-XX:NewRatio相似，不同的是精確的數(shù)值
-XX:MaxNewSize 設置最大Java新對象生產堆內存，
NewSize和MaxNewSize最好設成一致，數(shù)值都是1024的整數(shù)倍并且大于1MB。
-XX:MaxTenuringThreshold 設置垃圾最大年齡
-XX:GCTimeRatio 設置垃圾回收時間占程序運行時間的百分比，垃圾回收時間占程序運行時間百分比的公式為1/(1+n) ，如果n=19表示java可以用5%的時間來做垃圾回收，1/(1+19)=1/20=5%。
-Xss 我們線程?？臻g大小 –Xss1m，jdk5.0前是256k---配置不適合太高
1.8元空間設置大小
-XX:MetaspaceSize 初始空間大小，達到該值就會觸發(fā)垃圾收集進行類型卸載，同時GC會對該值進行調整：如果釋放了大量的空間，就適當降低該值；如果釋放了很少的空間，那么在不超過MaxMetaspaceSize時，適當提高該值。
-XX:MaxMetaspaceSize 最大空間，默認是沒有限制的。

代碼演示

1.默認值測試

/**
 *
 *  命令查看默認值:
 *  最大內存4G
 *  初始內存：最大內存的1/16
 *  垃圾回收器：Parallel Scavenge收集器
 *
 *  java -XX:+PrintCommandLineFlags -version
 * -XX:InitialHeapSize=268435456 -XX:MaxHeapSize=4294967296 -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:+UseParallelGC
 *
 * 代碼查看默認值：
 * 最大內存：4G
 * 新生代：老年代= 87360:174784 = 1:2
 * eden:from:to = 8:1:1
 *
 * 最大內存3959.5M
 * 可用內存244.76746368408203M
 * 已經使用內存247.5M
 * Heap 堆信息
 *  def new generation   total 78656K, used 4197K [0x00000006c0000000, 0x00000006c5550000, 0x0000000715550000)
 *   eden space 69952K,   6% used [0x00000006c0000000, 0x00000006c0419618, 0x00000006c4450000)
 *   from space 8704K,   0% used [0x00000006c4450000, 0x00000006c4450000, 0x00000006c4cd0000)
 *   to   space 8704K,   0% used [0x00000006c4cd0000, 0x00000006c4cd0000, 0x00000006c5550000)
 *  tenured generation   total 174784K, used 0K [0x0000000715550000, 0x0000000720000000, 0x00000007c0000000)
 *    the space 174784K,   0% used [0x0000000715550000, 0x0000000715550000, 0x0000000715550200, 0x0000000720000000)
 *  Metaspace       used 2719K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K
 *   class space    used 292K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K
 *
 */
public class 默認值測試 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.print("最大內存");
        System.out.println(Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024.0 / 1024 + "M");
        System.out.print("可用內存");
        System.out.println(Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024.0 / 1024 + "M");
        System.out.print("已經使用內存");
        System.out.println(Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024.0 / 1024 + "M");
    }
}

2.吞吐量測試

/**
 * -XX:PermSize=32M -Xmx32M -Xms1M -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails
 * 非堆內存32M，堆內存最大32M，最小1M，使用串行垃圾回收器
 * 啟動GC-96次 執(zhí)行GC-20次 吞吐量100
 *
 * -XX:PermSize=32M -Xmx32M -Xms32M -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails
 * 非堆內存32M，堆內存最大32M，最小32M，使用串行垃圾回收器
 * 啟動GC-39次 執(zhí)行GC-20次 吞吐量130
 *
 * -XX:PermSize=32M -Xmx512M -Xms32M -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails
 * 非堆內存32M，堆內存最大512M，最小32M，使用串行垃圾回收器
 * 啟動GC-39次 執(zhí)行GC-19次 吞吐量130
 *
 * -XX:PermSize=32M -Xmx512M -Xms512M -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails
 * 非堆內存32M，堆內存最大512M，最小512M，使用串行垃圾回收器
 * 啟動GC-1次 執(zhí)行GC-1次 吞吐量140
 *
 * ===================結論:===================================
 * =======================1、垃圾回收次數(shù)和最大堆內存大小無關，只和初始內存有關系。============
 * =======================2、最大堆內存和初始堆內存設置的一樣，可以減少垃圾回收次數(shù)============
 * =======================3、初始堆內存會影響到吞吐量，兩個值都越大吞吐量就越高============
 * =======================4、垃圾回收次數(shù)越少，吞吐量越高============
 */
@SpringBootApplication
@RestController
public class 吞吐量測試 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(吞吐量測試.class);
    }

    @RequestMapping("/test2")
    public void test(){
    }
}

3.垃圾回收器測試

/**
 * -XX:PermSize=32M -Xmx64M -Xms64M -XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails
 * 啟動GC-19次 執(zhí)行GC-10次 吞吐量95
 *
 * -XX:PermSize=32M -Xmx64M -Xms64M -XX:+UseParNewGC -XX:+PrintGCDetails
 * 啟動GC-19次 執(zhí)行GC-10次 吞吐量100
 *
 * -XX:PermSize=32M -Xmx64M -Xms64M -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintGCDetails
 * 啟動GC-20次 執(zhí)行GC-10次 吞吐量103
 *
 * -XX:PermSize=32M -Xmx64M -Xms64M -XX:+UseG1GC -XX:+PrintGCDetails
 * 啟動GC-17次 執(zhí)行GC-8次 吞吐量102
 *
 * ===================結論:===================================
 * =======================1、最好使用并行收集器,因為并行收集器速度比串行吞吐量高，速度快。============
 */
@SpringBootApplication
@RestController
public class 垃圾回收器測試 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(垃圾回收器測試.class);
    }

    @RequestMapping("/test")
    public void test(){
    }
}

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