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Jvm基础调优实践(v1.0)
- 3. JVM内存结构 2015/12/15 3 JVM 包含两个子系统和两个组件 两个子系统分别是ClassLoader和ExecutionEngine 两个组件则是Runtime Data Area和Native Interface，其中 Runtime Data Area中就包含了我们常说的JVM内存。
- 5. JVM内存结构 • Method Area——方法区，被Class Loader所装载的class文件以及 相关的方法信息、域信息、静态变量等都存放在这个区域内。该区域 是所有Java线程所共享的。 (设置方法区内存大小:-XX:PermSize –XX:MaxPermSize) • Heap——堆区，这个区域就是用来存放java对象的，通常GC也是针 对该区域。一个Java虚拟机实例只有一个堆，并直接由java虚拟机进 行管理，在虚拟机启动时创建。该区域可以被所有Java线程所共享。 (设置堆内存大小:-Xms –Xmx -Xmn) • Stack——栈区，用来存放JVM的内存局部变量和操作数栈。通常虚 拟机对它的操作比较简单（以帧为单位的压栈和出栈），速度也很快。 每个线程都有自己的栈，且栈可以不连续。 (设置栈内存大小:-Xss) • Program Counter Register——每一个线程都有自己的一个PC寄存 器，用于存放下一条被执行的指令的地址。每个线程的PC寄存器在线 程启动时产生。 • Native Method Stack——保存本地方法进入区域的地址。 (设置栈内存大小:-Xss) 2015/12/15 5
- 7. 垃圾收集器 • 垃圾收集器算法 • 标记-清楚算法 • 复制算法 • 标记-整理算法 • 分代收集算法 2015/12/15 7
- 8. 垃圾收集器 • 标记 -清除算法（Mark-Sweep） • 此算法执行分两阶段： • 第一阶段从引用根节点开始标记所有被引用的对象。 • 第二阶段遍历整个堆，把未标记的对象清除。 • 此算法需要暂停整个应用，同时，会产生内存碎片。 2015/12/15 8
- 9. 垃圾收集器 • 复制算法（Copying） • 此算法把内存空间划为两个相等的区域，每次只使用其中一个区域。 垃圾回收时，遍历当前使用区域，把正在使用中的对象复制到另外一 个区域中。此算法每次只处理正在使用中的对象，因此复制成本比较 小，同时复制过去以后还能进行相应的内存整理，不会出现“碎片” 问题。 • 此算法的缺点也是很明显的，就是需要两倍内存空间。 2015/12/15 9
- 11. 垃圾收集器 • 分代收集算法(Generational Collecting) • 基于对对象生命周期分析后得出的垃圾回收算法。把对象分为年青代、 年老代、持久代，对不同生命周期的对象使用不同的算法（上述方式 中的一个）进行回收。现在的垃圾回收器（从J2SE1.2开始）都是使 用此算法的。 2015/12/15 11
- 12. 垃圾收集器 • JVM垃圾收集器类型 • Serial收集器 • ParNew收集器 • Parallel Scavenge收集器 • Serial Old收集器 • Parallel Old收集器 • CMS收集器 • G1收集器 2015/12/15 12
- 14. 垃圾收集器 • ParNew收集器 • 对年轻代进行并行垃圾回收，因此可以减少垃圾回收时间。一般在多 线程多处理器机器上使用。使用-XX:+UseParallelGC.打开。并行收 集器在J2SE5.0第六6更新上引入，在Java SE6.0中进行了增强--可以 对年老代进行并行收集。如果年老代不使用并发收集的话，默认是使 用单线程进行垃圾回收，因此会制约扩展能力。使用- XX:+UseParallelOldGC打开。 • 使用-XX:ParallelGCThreads=<N>设置并行垃圾回收的线程数。此 值可以设置与机器处理器数量相等。 2015/12/15 14
- 20. 垃圾收集器 • 何时触发垃圾回收？ • 由于对象进行了分代处理，因此垃圾回收区域、时间也不一样。GC 有两种类型：Scavenge GC和Full GC。 • Scavenge GC • 一般情况下，当新对象生成，并且在Eden申请空间失败时，就 会触发Scavenge GC，对Eden区域进行GC，清除非存活对象，并且 把尚且存活的对象移动到Survivor区。然后整理Survivor的两个区。 这种方式的GC是对年轻代的Eden区进行，不会影响到年老代。因为 大部分对象都是从Eden区开始的，同时Eden区不会分配的很大，所 以Eden区的GC会频繁进行。因而，一般在这里需要使用速度快、效 率高的算法，使Eden去能尽快空闲出来。 2015/12/15 20
- 21. 垃圾收集器 • Full GC • 对整个堆进行整理，包括Young、Tenured和Perm。Full GC因 为需要对整个堆进行回收，所以比Scavenge GC要慢，因此应该尽可 能减少Full GC的次数。在对JVM调优的过程中，很大一部分工作就 是对于FullGC的调节。有如下原因可能导致Full GC： • 年老代（Tenured）被写满 • 持久代（Perm）被写满 • System.gc()被显示调用 • 上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化 2015/12/15 21
- 22. JVM内存调优参数 • jvm调优指令格式 • -XX:+<option> 开启option参数 • ex: java -XX:+DisableExplicitGC • -XX:-<option> 关闭option参数 • ex: : java -XX:-DisableExplicitGC • -XX:<option>=<value> 将option参数的值设置为value • ex:java -XX:PermSize=96m -XX:MaxPermSize=256m 2015/12/15 22
- 23. JVM内存调优参数 • jvm调优指令分类 • 内存管理参数 • -Xms4g (设置Java heap(堆）的初始化大小) • -Xmx4g (设置Java heap 的最大值) • -XX:NewSize (年轻代初始值大小 ) • -XX:MaxNewSize(年轻代最大内存大小) • -Xmn1024m (设置年轻代大小) • -XX:PermSize=128m (设置持久代大小) • -Xss512k(设置栈大小) • 多线程相关参数 • -XX:+UseFastAccessorMethods • 调试参数 • -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError • -XX:HeapDumpPath=/home/admin/logs • 类型加载参数 • -XX:+UseSplitVerifier • 性能参数 • -XX:+StringCache 2015/12/15 23
- 24. JVM内存调优参数 • 内存调优参数 • -Xms • -Xmx • -Xmn • -Xss toptrace JVM配置 2015/12/15 24 userportal JVM配置
- 25. GC收集实例 • GC日志格式说明： [GC [<collector>: <starting occupancy1> -> <ending occupancy1>, <pause time1> secs] <starting occupancy3> -> <ending occupancy3>, <pause time3> secs] <collector>GC收集器的名称 <starting occupancy1> 新生代在GC前占用的内存 <ending occupancy1> 新生代在GC后占用的内存 <pause time1> 新生代局部收集时jvm暂停处理的时间 <starting occupancy3> JVM Heap 在GC前占用的内存 <ending occupancy3> JVM Heap 在GC后占用的内存 <pause time3> GC过程中jvm暂停处理的总时间 • YoungGenGC YoungGenGC.java -verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 YGC收集信息 2011-12-20T19:24:29.040+0800: 10429.503: [GC [PSYoungGen: 484520K->2577K(495936K)] 734774K- >254308K(3129664K), 0.0118730 secs] [Times: user=0.03 sys=0.00, real=0.01 secs] • FullGC FullGC.java -verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 FGC收集信息 2011-12-20T19:38:37.391+0800: 10804.897: [Full GC (System) [PSYoungGen: 684K->0K(468416K)] [PSOldGen: 342164K->257451K(1060864K)] 342849K->257451K(1529280K) [PSPermGen: 123775K->122206K(237248K)], 1.1808050 secs] [Times: user=0.99 sys=0.18, real=1.18 secs] 2015/12/15 25
- 26. JVM运行期分析工具 • jps 虚拟机进程状况工具 • jinfo java配置信息工具 • jstat 虚拟机统计信息监视工具 • jmap java内存映射工具 • jhat 虚拟机堆转储快照分析工具 • jstack java堆栈跟踪工具 2015/12/15 26
- 27. JVM运行期分析工具 • jps 虚拟机进程状况工具 • usage: jps [-help] • jps [-q] [-mlv] [<hostid>] 参数描述： -m 输出主类main函数的参数 -l 输出主类全名 -q 输出进程编号,省略主类名称 -v 输出虚拟机进程启动时JVM参数等同于 ps aux | grep java ex: jps –mlv <pid> 2015/12/15 27
- 28. JVM运行期分析工具 • jinfo java配置信息工具 • 命令格式: • jinfo [option] <pid> • <option> is one of: • -flag <name> to print the value of the named VM flag • -flag [+|-]<name> to enable or disable the named VM flag • -flag <name>=<value> to set the named VM flag to the given value • -flags to print VM flags • -sysprops to print Java system properties • <no option> to print both of the above • -h | -help to print this help message • ex: • jinfo -flag PermSize <pid> • 特殊用法：查看所有VM初始化参数 • java –XX:+PrintFlagsFinal <pid> 2015/12/15 28
- 29. JVM运行期分析工具 • jstat 虚拟机统计信息监视工具 • jstat -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval> [<count>]] • ex: • jstat –gcutil <pid> 1000 10 • jstat –gcnew <pid> 1000 10 • jstat –gcold <pid> 1000 10 2015/12/15 29
- 30. JVM运行期分析工具 • jmap java内存映射工具 • ex: • jmap -dump:live,format=b,file=heap.bin <pid> • OOM的时候JVM启动参数配置 • 两种用法 • 1.-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError • 2.-XX: +HeapDumpOnCtrlBreak • kill -3 pid 2015/12/15 30
- 31. JVM运行期分析工具 • jhat 虚拟机堆转储快照分析工具 • jhat heap.bin • 访问:http://ip:7000 2015/12/15 31
- 32. JVM运行期分析工具 • jstack java堆栈跟踪工具 • jstack [option] <pid> • [option]: -l 显示栈的信息,包括锁的信息 • -m 显示栈的信息,包括本地方法调用信息 • -f 强制输出线程堆栈 • ex: jstack –l <pid> 2015/12/15 32
- 33. OOM事后分析工具 • Memory Analyzer (MAT) • Homepage:http://eclipse.org/mat/ • 看MAT的help是最好的老师,只要你有耐心和兴趣,肯定有收获 2015/12/15 33
- 34. OOM演示实例 • 1.java 堆溢出 • HeapOOM.java • java -Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError • 2.java虚拟机栈溢出 • JavaVMStackSOF.java • java -Xss128k • 3.java本地方法栈溢出 • JavaVMStackOOM.java • java -Xss2M • 4.java方法区溢出 • JavaMethodAreaOOM.java • java -XX:PermSize=10M -XX:MaxPermSize=10M • 5.本机直接内存溢出(比较难分析) • DirectMemoryOOM .java • java -Xmx20M -XX:MaxDirectMemorySize=10M 2015/12/15 34
- 35. 总结 • 掌握基本的JVM知识 • 1.JVM内存结构 • 2.JVM内存参数 • 3.JVM调优指令格式 • 4.垃圾收集器(YGC,FGC触发时机都是不一样) • JVM分析工具 • jps,jstat,jinfo,jmap,jhat,jstack • 分析问题->解决问题->总结->分享->经验 • 参考资料： • http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/tech/vmoptio ns-jsp-140102.html （VM参数选项说明） • http://www.oracle.com/technetwork/java/gc-tuning-5- 138395.html (JVM调优指南) 2015/12/15 35
- 36. 外延话题 • 1.操作系统优化(linux etc) • 2.WEB服务器优化(Apache,Jetty, Nginx) • 3.应用服务器优化(Jboss,Tomcat,Jetty) • 4.DBMS的优化(MySql,Oracle,SQL Server) • 5.应用的优化(设计优化,代码优化) • 总之一句话：优化无极限,细节是魔鬼 2015/12/15 36
Editor's Notes
- -XX:+CMSParallelRemarkEnabled 降低标记停顿 -XX+UseCMSCompactAtFullCollection 在FULL GC的时候， 压缩内存， CMS是不会移动内存的， 因此， 这个非常容易产生碎片， 导致内存不够用， 因此， 内存的压缩这个时候就会被启用。 增加这个参数是个好习惯。