Jvm 调优

Jvm 常用命令行参数

JVM的命令行参数参考：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/java.html

HotSpot参数分类

• 标准： - 开头，所有的HotSpot都支持
• 非标准：-X 开头，特定版本HotSpot支持特定命令
• 不稳定：-XX 开头，下个版本可能取消

试验用程序

java import java.util.List; import java.util.LinkedList;

public class HelloGC {
    public static void main(String[] args) { 
        System.out.println("HelloGC!");
        List list = new LinkedList();
        for(;;) { 
            byte[] b = new byte[1024*1024]; 
            list.add(b);
         } 
    }
}

区分概念：内存泄漏memory leak，内存溢出out of memory

• 内存泄漏，指针丢失
• 内存溢出，内存爆满

java常用命令行参数

• java -XX:+PrintCommandLineFlags HelloGC
• java -Xmn10M -Xms40M -Xmx60M -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+PrintGC HelloGC PrintGCDetails PrintGCTimeStamps PrintGCCauses
• Xms：最小堆大小，Xmx：最大堆大小，一般这俩值大小一样，Xmn：新生代的大小
• java -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintCommandLineFlags HelloGC
• java -XX:+PrintFlagsInitial 默认参数值
• java -XX:+PrintFlagsFinal 最终参数值
• java -XX:+PrintFlagsFinal | grep xxx 找到对应的参数
• java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep GC

PS GC日志详解

每种垃圾回收器的日志格式是不同的！

PS日志格式

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heap dump部分

• java eden space 5632K, 94% used [0x00000000ff980000,0x00000000ffeb3e28,0x00000000fff00000)
• 后面的内存地址指的是，起始地址，使用空间结束地址，整体空间结束地

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total = eden + 1个survivor

调优前的基础概念

• 吞吐量：用户代码执行时间 /（用户代码执行时间 + 垃圾回收时间）
• 响应时间：STW越短，响应时间越好

所谓调优，首先确定，追求啥？吞吐量优先，还是响应时间优先？还是在满足一定的响应时间的情况下，要求达到多大的吞吐量

• 吞吐量优先，科学计算。数据挖掘，throuput。吞吐量优先的一般：（PS + PO）
• 响应时间优先：网站 GUI API JDK1.8 选G1，也可以选PN + CMS

什么是调优？

• 根据需求进行JVM规划和预调优
• 优化运行JVM运行环境（慢，卡顿）
• 解决JVM运行过程中出现的各种问题(OOM)

调优，从规划开始

• 调优，从业务场景开始，没有业务场景的调优都是扯淡
• 无监控（无压力测试，看不到结果），不调优

步骤

• 熟悉业务场景（没有最好的垃圾回收器，只有最合适的垃圾回收器）
• 响应时间、停顿时间 [CMS G1 ZGC] （需要给用户作响应）
• 吞吐量 = 用户时间 /( 用户时间 + GC时间) [PS]
• 选择回收器组合
• 计算内存需求（经验值 1.5G 16G）
• 选定CPU（越高越好）
• 设定年代大小、升级年龄
• 设定日志参数
• -Xloggc:/opt/xxx/logs/xxx-xxx-gc-%t.log -XX:+UseGCLogFileRotation -XX:NumberOfGCLogFiles=5 -XX:GCLogFileSize=20M -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCCause
• 或者每天产生一个日志文件
• 观察日志情况

案例1：垂直电商，最高每日百万订单，处理订单系统需要什么样的服务器配置？

这个问题比较业余，因为很多不同的服务器配置都能支撑(1.5G 16G)

1小时360000集中时间段，100个订单/秒（找一小时内的高峰期，1000订单/秒）

经验值，一个订单产生需要多少内存？512K * 1000 500M内存

专业一点儿问法：要求响应时间100ms

案例2：12306遭遇春节大规模抢票应该如何支撑？

12306应该是中国并发量最大的秒杀网站：号称并发量100W最高

CDN -> LVS -> NGINX -> 业务系统 -> 每台机器1W并发（10K问题） 100台机器（redis可以解决单机10K并发）

• 普通电商订单 -> 下单 ->订单系统（IO）减库存 ->等待用户付款
• 12306的一种可能的模型： 下单 -> 减库存 和 订单(redis kafka) 同时异步进行 ->等付款

减库存最后还会把压力压到一台服务器

可以做分布式本地库存 + 单独服务器做库存均衡

大流量的处理方法：分治

怎么得到一个事务会消耗多少内存？

• 弄台机器，看能承受多少TPS？是不是达到目标？
• 扩容或调优，让它达到用压测来确定

优化环境

有一个50万PV的资料类网站（从磁盘提取文档到内存）原服务器32位，1.5G的堆

用户反馈网站比较缓慢，因此公司决定升级，新的服务器为64位，16G 的堆内存

结果用户反馈卡顿十分严重，反而比以前效率更低了

为什么原网站慢?

很多用户浏览数据，很多数据load到内存，内存不足，频繁GC，STW长，响应时间变慢

为什么会更卡顿？

内存越大，FGC时间越长，咋办？

• PS -> PN + CMS 或者 G1

系统CPU经常100%，如何调优？(面试高频)

• CPU100%那么一定有线程在占用系统资源
• 找出哪个进程cpu高（top）
• 该进程中的哪个线程cpu高（top -Hp）
• 导出该线程的堆栈 (jstack)
• 查找哪个方法（栈帧）消耗时间 (jstack)

工作线程占比高 | 垃圾回收线程占比高

系统内存飙高，如何查找问题？（面试高频）

• 导出堆内存 (jmap)
• 分析 (jhat jvisualvm mat jprofiler ... )

如何监控JVM

• jstat（不重要）
• jvisualvm
• jprofiler（收费，用得少）
• arthas（大公司用，阿里出品）
• top

解决JVM运行中的问题

一个案例理解常用工具

测试代码：

package com.test.jvm.gc;

import java.math.BigDecimal;<br></br>import java.util.ArrayList;<br></br>import java.util.Date;<br></br>import java.util.List;<br></br>import java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor;<br></br>import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;<br></br>import java.util.concurrent.TimeUnit;

/** * 从数据库中读取信用数据，套用模型，并把结果进行记录和传输 */

public class T15FullGCProblem01 {

   private static class CardInfo {
       BigDecimal price = new BigDecimal(0.0);
       String name = "张三";
       int age = 5;
       Date birthdate = new Date();

       public void m() {}
   }

   private static ScheduledThreadPoolExecutor executor = new ScheduledThreadPoolExecutor(50,
           new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());

   public static void main(String[] args) throws Exception {
       executor.setMaximumPoolSize(50);

       for (;;){
           modelFit();
           Thread.sleep(100);
       }
   }

   private static void modelFit(){
       List<CardInfo> taskList = getAllCardInfo();
       taskList.forEach(info -> {
           // do something
           executor.scheduleWithFixedDelay(() -> {
               //do sth with info
               info.m();
           }, 2, 3, TimeUnit.SECONDS);
       });
   }

   private static List<CardInfo> getAllCardInfo(){
       List<CardInfo> taskList = new ArrayList<>();
       for (int i = 0; i < 100; i++) {
           CardInfo ci = new CardInfo();
           taskList.add(ci);
       }
       return taskList;
   }
}

跑跑程序

java -Xms200M -Xmx200M -XX:+PrintGC com.test.jvm.gc.T15FullGCProblem01

一般是运维团队首先收到报警信息（CPU Memory）

top 命令观察到问题

• 内存不断增长
• CPU占用率居高不下

top -Hp pid

• 观察进程中的线程，哪个线程CPU和内存占比高

jps定位具体java进程

jstack pid 定位线程状况

• 重点关注：WAITING BLOCKED
• eg. waiting on <0x0000000088ca3310> (a java.lang.Object)

![]()

假如有一个进程中100个线程，很多线程都在waiting on，一定要找到是哪个线程持有这把锁，怎么找？

• 搜索 jstack dump 的信息，找看哪个线程持有这把锁RUNNABLE

为什么阿里规范里规定，线程的名称（尤其是线程池）都要写有意义的名称

出了问题容易定位

怎么样自定义线程池里的线程名称

自定义ThreadFactory

jinfo pid

jstat -gc pid

动态观察gc情况 / 阅读GC日志发现频繁GC / arthas观察 / jconsole / jvisualVM / Jprofiler（最好用）

jstat -gc 4655

500 : 每个500个毫秒打印GC的情况

面试官问怎么定位OOM问题

• 如果你回答用图形界面（错误）
• 已经上线的系统不用图形界面用什么？（cmd line arthas）

图形界面到底用在什么地方

测试，测试的时候进行监控！（压测观察）

动态图的一张截图，查找前面20个（histogram），执行该命令对在线系统略有影响

jmap - histo pid | head -20

手动导出堆转储文件，执行该命令对在线系统影响非常高

jmap -dump:format=b,file=xxx pid

线上系统，内存特别大，jmap执行期间会对进程产生很大影响，甚至卡顿（电商不适合）

• 设定了参数HeapDump，OOM的时候会自动产生堆转储文件
• 很多服务器备份（高可用），停掉这台服务器对其他服务器不影响
• 在线定位，arthas(一般小公司用不到)

java -Xms20M -Xmx20M -XX:+UseParallelGC -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

com.test.jvm.gc.T15FullGCProblem01

jconsole远程连接

![]()

程序启动加入参数

java -Djava.rmi.server.hostname=192.168.17.11 -
Dcom.sun.management.jmxremote -
Dcom.sun.management.jmxremote.port=11111 -
Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -
Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false XXX

``如果遭遇 Local host name unknown：XXX的错误，修改/etc/hosts文件，把XXX加入进去

192.168.17.11 basic localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4 
::1 localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6

``关闭linux防火墙（实战中应该打开对应端口）

service iptables stop
chkconfig iptables off // 永久关闭

windows上打开 jconsole远程连接 192.168.17.11:11111

jvisualvm远程连接

https://www.cnblogs.com/YC-L/p/14418763.html

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jprofiler (收费)

arthas在线排查工具（进大公司前不要提，没有提供jmap功能）

github地址：https://github.com/alibaba/arthas/blob/master/README_CN.md

使用arthas-boot(推荐)

下载arthas-boot.jar，然后用java -jar的方式启动

curl -O https://arthas.aliyun.com/arthas-boot.jar
java -jar arthas-boot.jar

打印帮助信息

java -jar arthas-boot.jar -h

如果下载速度比较慢，可以使用aliyun的镜像

java -jar arthas-boot.jar --repo-mirror aliyun --use-http

使用as.sh

Arthas 支持在 Linux/Unix/Mac 等平台上一键安装，请复制以下内容，并粘贴到命令行中，敲 Enter 执行即可

curl -L https://arthas.aliyun.com/install.sh | sh

• 上述命令会下载启动脚本文件 as.sh 到当前目录，你可以放在任何地方或将其加入到 $PATH 中
• 直接在shell下面执行./as.sh，就会进入交互界面
• 也可以执行./as.sh -h来获取更多参数信息

启动arthas

java -jar arthas-boot.jar

选择想要检查的进程编号，artha挂载（attach）到进程上

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常用命令

jvm观察jvm信息（类似jinfo），thread定位线程问题

dashboard 观察系统情况（类似于top命令）

heapdump（相当于jmap -dump） + jhat分析（-J 参数是 maxmum heap size）

heapdump /root/1.hprof

jhat -J-max512M /root/1.hprof

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访问7000端口可以得到分析结果

可以使用jdk1.8的JVM监控工具jhat中的OQL功能查找特定问题对象

使用MAT / jhat /jvisualvm 进行dump文件分析

https://www.cnblogs.com/baihuitestsoftware/articles/6406271.html

jhat -J-mx512M xxx.dump http://192.168.17.11:7000

使用jvisualvm分析dump文件

远程连接主机，打开导出的dump文件

arthas反编译和热替换

jad反编译

• 动态代理生成类的问题定位
• 第三方的类（观察代码）
• 版本问题（确定自己最新提交的版本是不是被使用）

redefine 热替换

线上运行的类出了问题，先启动arthas，然后挂载到该进程，vim修改java文件，然后执行下面的redefine指令

redefine /root/TT.class

目前有些限制条件

• 只能改方法实现（方法已经运行完成）
• 不能改方法名
• 不能改属性 m() -> mm()

sc - search class

watch - watch method

没有包含的功能：jmap

为什么需要在线排查

• 在生产上我们经常会碰到一些不好排查的问题，例如线程安全问题，用最简单的threaddump或者heapdump不好查到问题原因
• 为了排查这些问题，有时我们会临时加一些日志，比如在一些关键的函数里打印出入参，然后重新打包发布
• 如果打了日志还是没找到问题，继续加日志，重新打包发布
• 对于上线流程复杂而且审核比较严的公司，从改代码到上线需要层层的流转，会大大影响问题排查的进度