JVM调优-JVM调优实践三

llsydn
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1.写在前面

在上一篇文章中，我们分享了jvm调优中：堆内存与元空间优化，新生代和老年代比例优化，和线程堆栈优化。

具体的详情可以查看：JVM调优-JVM调优实践二

通过了这个三个方面的内容，对jvm进行相应的调优实践，并得到最终的结论。

好了，那我们想象一下，我们还可以往哪个方向去调优呢？

嘿，我们之前花了比较大的时间分析了jvm的垃圾回收器，那我们是不是可以从jvm垃圾回收器方向进行调优呢？

答案是肯定的，那我们今天就继续，接下来的jvm调优实践吧！！！

那我们今天就继续往下进行分析：

  • 垃圾回收器优化(吞吐量，响应时间)

那就废话不多说了，直接上正菜吧：

image.png

2.垃圾回收器优化：吞吐量优先ps+po

  • Perallel-Scavenge垃圾收集器：-XX:+UsePerallelGC
    • 吞吐量优先
    • 年轻代是并行回收的，老年代是串行回收的【STW】
    • 新生代收集器复制算法，老年代采用的是标记-整理算法【mark-compart】
    • 并行的多线程收集器
  • Perallel-Old垃圾收集器【po是ps的老年代并行收集版本】：-XX：+UsePerallelOldGC
    • 吞吐量优先
    • 老年代采用并行垃圾回收

默认使用 ps+po 垃圾回收器组合： 并行垃圾回收器组合

这里说的垃圾收集器的搭配，我们之前已经分享过了，估计大家伙都忘了吧，这里，我们再回顾一下：

image.png

纳，就是上面这个喽：（答应我，别再忘了）

优化后的参数配置：

JAVA_OPT="${JAVA_OPT} -Xms424m -Xmx424m -XX:MetaspaceSize=128m -Xss512k"

JAVA_OPT="${JAVA_OPT} -XX:+UseParallelGC -XX:+UseParallelOldGC "

JAVA_OPT="${JAVA_OPT} -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:E:/logs/gc-ps-po.log"

idea配置：

image.png

-Xms424m -Xmx424m -Xss512k -XX:MetaspaceSize=128m -XX:+UseParallelGC -XX:+UseParallelOldGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:E:/logs/gc-default.log

然后，重启一下项目。

这里，我们用jmeter，进行压力测试，看看平均响应时间：

image.png

平均响应时间： 1904

这里，jmeter如何进行压力测试，大家伙可以往前看，我的文章有说明。

这里就不再展开描述了，直接给出测试结果了。

3.垃圾回收器优化：响应时间优先parnew+cms

  • ParNew垃圾收集器【Serial的收集器的多线程版本】：-XX:UseParNewGC
    • 年轻代是并行的垃圾回收，老年代是串行垃圾回收
    • 注意：单核的CPU性能并不如Serial，没有线程切换成本
  • CMS垃圾收集器： 并发 收集器(非独占式)-XX:ConcMarkSweepGC【并发的标记清楚算法的GC垃圾收集器】
    • 响应优先(低延时)
    • 可以执行并发收集的垃圾收集器
    • 垃圾收集采用的是标记清除算法
    • 缺点：容易产生内存碎片，对CPU比较敏感
    • 主要分为四个阶段：
      1. 初始标记（Initial-Mark）阶段 ：【STW】
      2. 并发标记（Concurrent-Mark）阶段 ：
      3. 重新标记（Remark）阶段 ：【STW】
      4. 并发清除（Concurrent-Sweep）阶段 ：

使用cms垃圾回收器，垃圾回收器组合： parNew+CMS, cms垃圾回收器在垃圾标记，垃圾清除的时候，和业务线程交叉执行，尽量减少stw时间，因此这垃圾回收器叫做响应时间优先；

image.png

纳，就是上面这个喽：（答应我，别再忘了）

优化后的参数配置：

JAVA_OPT="${JAVA_OPT} -Xms424m -Xmx424m -XX:MetaspaceSize=128m -Xss512k"

JAVA_OPT="${JAVA_OPT} -XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC "

JAVA_OPT="${JAVA_OPT} -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:E:/logs/gc-parnew-cms.log"

idea配置：

image.png

-Xms424m -Xmx424m -Xss512k -XX:MetaspaceSize=128m -XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:E:/logs/gc-default.log

然后，重启一下项目。

这里，我们用jmeter，进行压力测试，看看平均响应时间：

image.png

平均响应时间： 1893

由上可见，这两种方式，平均响应时间，其实，相差不大。

这里，jmeter如何进行压力测试，大家伙可以往前看，我的文章有说明。

这里就不再展开描述了，直接给出测试结果了。

4.G1垃圾收集器（重点）

Garbage First（简称G1） 收集器是垃圾收集器技术发展历史上的里程碑式的成果

JDK 8以后G1收集器才被Oracle官方称为“全功能的垃圾收集器”（Fully-Featured Garbage Collector）。

G1是一款主要面向服务端应用的垃圾收集器。

JDK 9发布之日，G1宣告取代Parallel Scavenge加Parallel Old组合，成为服务端模式下的默认垃圾收集器，而CMS则沦落至被声明为不推荐使用（Deprecate）的收集器。

由此可见，G1变得越来越重要了。CMS变成了中间过度。

G1中提供了三种模式垃圾回收模式， Young GC、Mixed GC 和 Full GC ，在不同的条件下被触发。

G1的使用步骤：

  • 配置开启G1
  • 设置对的最大内存
  • 设置GC最大暂停时间：设置100-300之间是比较合理：
    • 如果设置的GC的暂停时间比较小，系统吞吐量会降低
    • 默认的值是200,
    • G1设计的目标：控制用户线程执行时间90%，GC占比时间10%

4.1原理

G1中没有之前所谓老年代，新生代，Eden、S0、S1!!!!

image.png

G1垃圾收集器相对比其他收集器而言，最大的区别在于它取消了 年轻代、老年代的物理划分， 取而代之的是将堆划分为若干个区域（Region），这些区域中包含了有逻辑上的年轻代、老年代区域。

这样做的好处就是，我们再也不用单独的空间对每个代进行设置了，不用担心每个代内存是否足够。

这个确实是一个大很大的优点。

在G1划分的区域中，年轻代的垃圾收集依然采用暂停所有应用线程的方式，将存活对象拷贝到老年代或者Survivor空间，G1收集器通过将对象从一个区域复制到另外一个区域，完成了清理工作。

这就意味着，在正常的处理过程中，G1完成了堆的压缩（至少是部分堆的压缩），这样也就不会有cms内存碎片问题的存在了。

4.2 Young GC

Young GC主要是对Eden区进行GC，它在Eden空间耗尽时会被触发。

Remembered Set（记忆集合）

  1. 如何找到垃圾？引用计数法&根可达算法GC Roots

基于根可达算法回收垃圾对象，判断对象是否是GC Roots，如果全量扫描老年代，那么这样扫描下来会耗费大量的时间。

于是，G1引进了RSet的概念。它的全称是Remembered Set，其作用是用来记录并跟踪其它Region指向该Region中对象的引用。

RSet 与 Card 的关系

每个Region初始化时，会初始化一个RSet，该集合用来记录并跟踪其它Region指向该Region中对象的引用，每个Region默认按照512Kb划分成多个Card，所以RSet需要记录的东西应该是 xx Region的 xx Card。

4.3 Mixed GC

特点： 回收年轻代内存，同时也回收部分老年代的内存

当越来越多的对象晋升到老年代old region时，为了避免堆内存被耗尽，虚拟机会触发一个混合的垃圾收集器，即Mixed GC，该算法并不是一个Old GC，除了回收整个Young Region，还会回收一部分的Old Region

注意：是一部分老年代，而不是全部老年代，可以选择哪些old region进行收集，从而可以对垃圾回收的耗时时间进行控制。也要注意的是Mixed GC 并不是 Full GC。

MixedGC什么时候触发？

-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=n ，设置触发标记周期的 Java 堆占用率阈值。默认占用率是整个 Java 堆的 45%。

MixedGC主要分为两步：

  1. 全局并发标记
  2. 拷贝存活对象

好了，相关的原理，描述得比较多，大家耐心点看喽。

接下来，就开启配置。

4.4 G1收集器相关参数

# 使用 G1 垃圾收集器
-XX:+UseG1GC

# 设置期望达到的最大GC停顿时间指标（JVM会尽力实现，但不保证达到），默认值是 200 毫秒。
-XX:MaxGCPauseMillis=

# 设置的 G1 区域的大小。值是 2 的幂，范围是 1 MB 到 32 MB 之间。目标是根据最小的 Java 堆大小划分出约 2048 个区域。
# 默认是堆内存的1/2000。
-XX:G1HeapRegionSize=n

# 设置 STW 工作线程数的值。将 n 的值设置为逻辑处理器的数量。n 的值与逻辑处理器的数量相同，最多为 8。
-XX:ParallelGCThreads=n

# 设置并行标记的线程数。将 n 设置为并行垃圾回收线程数 (ParallelGCThreads)的 1/4 左右。
-XX:ConcGCThreads=n

# 设置触发标记周期的 Java 堆占用率阈值。默认占用率是整个 Java 堆的 45%。
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=n

4.5 测试

JAVA_OPT="${JAVA_OPT} -Xms424m -Xmx424m -XX:MetaspaceSize=128m -Xss512k"

JAVA_OPT="${JAVA_OPT} -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=100"

# MaxGCPauseMillis设置的值建议是100-300之间
JAVA_OPT="${JAVA_OPT} -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:E:/logs/gc-g-one.log"

idea配置：

image.png

-Xms424m -Xmx424m -Xss512k -XX:MetaspaceSize=128m -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=100 -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:E:/logs/gc-default.log

然后，重启一下项目。

看看效果：

  • GC统计： image.png

  • gc原因

image.png

由上可见，可以看到gc的次数，明显减少。暂停时间也有减少。

由此可见，我们这里，已经是对垃圾回收器优化，进行了相关的描述了。

那到此，jvm的调优就到此告一段落了。多谢大家的点赞，评论，收藏，三连！！！

好了，以上就是JVM调优实践三的分享了。

个人理解，可能也不够全面，班门弄斧了。

如果觉得有收获的，帮忙点赞、评论、收藏一下呗！！！

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