Otimização de desempenho da JVM (1) Primeiro conhecimento da JVM

1. Por que otimizamos a JVM

No ambiente de desenvolvimento local, raramente encontramos a necessidade de otimizar a JVM, mas no ambiente de produção, podemos ter os seguintes requisitos:

O aplicativo em execução está "travado", o log não é gerado e o programa não responde
A carga da CPU do servidor aumenta repentinamente
Em um aplicativo multithread, como alocar o número de threads?

A versão do JDK usada desta vez é 1.8

Segundo, os parâmetros operacionais da JVM

Há muitos parâmetros que podem ser definidos na jvm, para que a jvm possa ser executada com eficiência em vários ambientes, e a maioria dos parâmetros pode ser mantida por padrão.

2.1 Três tipos de parâmetros

Os tipos de parâmetro da jvm são divididos em três categorias, a saber:

Parâmetros padrão
1. -Socorro
2. -versão
Parâmetros -X (parâmetros não padrão)
1. -Xint
2. -Xcomp
Parâmetro -XX (maior taxa de uso)
1. -XX: newSize
2. -XX: + UseSerialGC

2.2 Parâmetros padrão

Os parâmetros padrão da jvm geralmente são muito estáveis e não serão alterados nas versões futuras da JVM.Você pode usar java -help para recuperar todos os parâmetros padrão
[root@localhost ~]# java -help

用法: java [-options] class [args...]
           (执行类)
   或  java [-options] -jar jarfile [args...]
           (执行 jar 文件)
其中选项包括:
    -d32          使用 32 位数据模型 (如果可用)
    -d64          使用 64 位数据模型 (如果可用)
    -server       选择 "server" VM
                  默认 VM 是 server.

    -cp <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径>
    -classpath <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径>
                  用 ; 分隔的目录, JAR 档案
                  和 ZIP 档案列表, 用于搜索类文件。
    -D<名称>=<值>
                  设置系统属性
    -verbose:[class|gc|jni]
                  启用详细输出
    -version      输出产品版本并退出
    -version:<值>
                  警告: 此功能已过时, 将在
                  未来发行版中删除。
                  需要指定的版本才能运行
    -showversion  输出产品版本并继续
    -jre-restrict-search | -no-jre-restrict-search
                  警告: 此功能已过时, 将在
                  未来发行版中删除。
                  在版本搜索中包括/排除用户专用 JRE
    -? -help      输出此帮助消息
    -X            输出非标准选项的帮助
    -ea[:<packagename>...|:<classname>]
    -enableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
                  按指定的粒度启用断言
    -da[:<packagename>...|:<classname>]
    -disableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
                  禁用具有指定粒度的断言
    -esa | -enablesystemassertions
                  启用系统断言
    -dsa | -disablesystemassertions
                  禁用系统断言
    -agentlib:<libname>[=<选项>]
                  加载本机代理库 <libname>, 例如 -agentlib:hprof
                  另请参阅 -agentlib:jdwp=help 和 -agentlib:hprof=help
    -agentpath:<pathname>[=<选项>]
                  按完整路径名加载本机代理库
    -javaagent:<jarpath>[=<选项>]
                  加载 Java 编程语言代理, 请参阅 java.lang.instrument
    -splash:<imagepath>

2.2.1 Combate real

1: Exibir versão jvm
[root@localhost ~]# java -version

java version "1.8.0_201"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_201-b09)
Java HotSpot(TM) Server VM (build 25.201-b09, mixed mode)
[root@localhost ~]#

2: Defina os parâmetros de propriedade do sistema através de -D

/**
 * @program: hgyq_app
        * @ClassName TestJvm
        * @description:
        * @author: lyy
        * @create: 2020-04-21 10:49
        * @Version 1.0
        **/
public class TestJvm {

    public static void main(String[] args) {
        String str = System.getProperty("str");
        if(str == null){
            System.out.println("muxiaonong");
        }else{
            System.out.println(str);
        }
    }
}

Compilar e testar:

# 编译
[root@localhost ~]# javac TestJvm.java 

#测试
[root@localhost ~]# java TestJvm
muxiaonong
[root@localhost ~]# java -Dstr=520 TestJvm
520

2.2.2 - parâmetros do servidor e do cliente

Os parâmetros de execução da jvm podem ser configurados através de -server ou -client

A diferença entre eles é que o espaço de heap inicial da VM do servidor será maior.Por padrão, o coletor de lixo paralelo é usado, que é iniciado lentamente e executado rapidamente.
A VM do cliente será relativamente conservadora, o espaço de heap inicial será menor, usar um coletor de lixo serial, seu objetivo é acelerar o início da JVM, mas a velocidade de execução será mais lenta que o modo Serverm
Quando a JVM é iniciada, ela escolhe automaticamente usar a JVM do Servidor ou Cliente de acordo com o hardware e o sistema operacional.
Sistema operacional de 32 bits
1. Se for um sistema Windows, independentemente da configuração de hardware, a JVM do tipo cliente
é usada por padrão 2. Se for outro sistema operacional, a máquina está configurada com mais de 2 GB de memória e há mais de 2 CPUs, então o servidor é usado por padrão Modo, caso contrário, use o modo cliente
Sistema operacional de 64 bits
1. Apenas tipo de servidor, tipo de cliente não é suportado

Teste ( esta máquina é um sistema operacional de 32 bits ):

# 参数操作系统位数
[root@localhost ~]# cat /proc/version
Linux version 2.6.32-358.el6.i686 (mockbuild@c6b8.bsys.dev.centos.org) (gcc version 4.4.7 20120313 (Red Hat 4.4.7-3) (GCC) ) #1 SMP Thu Feb 21 21:50:49 UTC 2013

#设置Jvm的运行参数
[root@localhost ~]# java -client -showversion TestJvm
[root@localhost ~]# java -server -showversion TestJvm

Insira a descrição da imagem aqui

2.3 -X parâmetros

parâmetros JVM -X de parâmetros não-padrão, diferentes versões de JVM, os argumentos podem não, você pode java -Xver os parâmetros não-padrão

[root@localhost ~]# java -X
    -Xmixed           混合模式执行 (默认)
    -Xint             仅解释模式执行
    -Xbootclasspath:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件>
                      设置搜索路径以引导类和资源
    -Xbootclasspath/a:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件>
                      附加在引导类路径末尾
    -Xbootclasspath/p:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件>
                      置于引导类路径之前
    -Xdiag            显示附加诊断消息
    -Xnoclassgc       禁用类垃圾收集
    -Xincgc           启用增量垃圾收集
    -Xloggc:<file>    将 GC 状态记录在文件中 (带时间戳)
    -Xbatch           禁用后台编译
    -Xms<size>        设置初始 Java 堆大小
    -Xmx<size>        设置最大 Java 堆大小
    -Xss<size>        设置 Java 线程堆栈大小
    -Xprof            输出 cpu 配置文件数据
    -Xfuture          启用最严格的检查, 预期将来的默认值
    -Xrs              减少 Java/VM 对操作系统信号的使用 (请参阅文档)
    -Xcheck:jni       对 JNI 函数执行其他检查
    -Xshare:off       不尝试使用共享类数据
    -Xshare:auto      在可能的情况下使用共享类数据 (默认)
    -Xshare:on        要求使用共享类数据, 否则将失败。
    -XshowSettings    显示所有设置并继续
    -XshowSettings:all
                      显示所有设置并继续
    -XshowSettings:vm 显示所有与 vm 相关的设置并继续
    -XshowSettings:properties
                      显示所有属性设置并继续
    -XshowSettings:locale
                      显示所有与区域设置相关的设置并继续

-X 选项是非标准选项, 如有更改, 恕不另行通知。

2.3.1 -Xint 、 -Xcomp 、 -Xmixed

No modo interpretado, o -Xinttag forçará a JVM a executar todo o bytecode, mas reduzirá a velocidade de execução, geralmente 10 vezes ou mais
-XcompO parâmetro -Xinté exatamente o oposto dele ( ). Quando a JVM é usada pela primeira vez, ele compila todo o bytecode no código local, o que trará a otimização máxima
1. Muitos aplicativos em uso -Xcomp, haverá alguma perda de desempenho, mas que com -Xintmenos perda devido a -Xcompnão deixar que a funcionalidade completa do JVM começar compilador JIT, compilador JIT pode precisar compilar fazer um julgamento se todo o código é compilado e, em seguida, Não faz sentido algum código que seja executado apenas uma vez
-XmixedÉ um modo misto.O modo de interpretação e o modo de compilação são misturados e usados, que é determinado pela jvm.Este é o modo padrão da jvm e o modo recomendado.

Exemplo: defina fortemente o modo de operação

# 强制设置为解释模式
[root@localhost ~]# java -showversion -Xint TestJvm

# 强制设置为编译模式
# 注意：在编译模式下，第一次执行会比
[root@localhost ~]# java -showversion -Xcomp TestJvm

# 默认的混合模式
[root@localhost ~]# java -showversion -Xmixed TestJvm

Insira a descrição da imagem aqui

Parâmetros 2.4 -XX

O parâmetro -XX também é um parâmetro não padrão, usado principalmente para operações de ajuste e depuração da jvm. Os
parâmetros -XX são usados de duas maneiras: uma é do tipo booleano e a outra é do tipo não-booleano:

tipo booleano
1. Formato: -XX:[+-] <name>marque ativar ou desativar o <name>atributo, + significa aberto,-significa fechar
2. Como: -XX: + DisableExplicitGC significa desativar a chamada manual da operação gc, o que significa que a chamada System.gc () é inválida
Tipo não booleano
1. Formato: -XX:<name>=<value>indica <name>o valor do atributo<value>
2. Por exemplo: -XX: NewRatio = 1 significa a proporção entre a nova geração e a geração antiga
Se deve imprimir detalhes da coleção do GC
1. -XX: + PrintGCDetails
2. -XX: -PrintGCDetails
Se um coletor de lixo serial deve ser usado
1. -XX: + UseSerialGC
2. -XX: -UserSerialGC

Depois de configurar o valor do atributo -XX: aqui, Insira a descrição da imagem aqui
inicie nosso método principal

Parâmetros de 2,5 -Xms e -Xmx

-Xms e -Xmx devem definir o tamanho inicial e o tamanho máximo da memória heap da jvm, respectivamente
-Xmx2048m: equivalente a -XX: MaxHeapSize, configure a memória heap máxima da JVM como 2048M
-Xms512m: equivalente a -XX: InitialHeapSize, configure a JVM inicial memória heap é 512M
tamanho de ajuste de memória JVM apropriado, pode tirar proveito de recursos do servidor, deixe o programa correr mais rápido
exemplo:

[root@localhost ~]# java -Xms512m -Xmx2048m TestJvm
muxiaonong

2.6 Ver parâmetros de execução do jvm

Às vezes, precisamos verificar os parâmetros de execução do jvm. Pode haver duas situações para esse requisito:
primeiro, imprima os parâmetros de execução ao executar o comando java;
segundo, visualize os parâmetros do processo em execução do java;

2.6.1 Parâmetros de impressão ao executar o comando java
java -XX:+PrintFlagsFinal -version
Insira a descrição da imagem aqui

Como pode ser visto na informação acima mencionada, um booleano parâmetros e tipo numérico, o operador é o valor =ou :=os valores que representam o valor padrão e o modificado

Três, modelo de memória JVM

O modelo de memória da jvm tem uma grande diferença entre 1.7 e 1.8.Embora 1.8 seja usado como exemplo neste artigo, também entenderemos o modelo de memória do 1.7. Então, primeiro vamos entender o modelo de memória do 1.7 learning 1.8

3.1, modelo de memória heap jdk1.7

Insira a descrição da imagem aqui

Área Young (geração) A
área Young é dividida em três partes: a área Eden e as duas áreas Survivor exatamente do mesmo tamanho: entre as áreas Survivor, apenas uma é usada por vez e a outra é reservada para coleta de lixo. Para copiar objetos, quando o intervalo Eden ficar cheio, o GC moverá os objetos sobreviventes para o intervalo Survivor livre.De acordo com a estratégia da JVM, após várias coletas de lixo, os objetos que ainda sobrevivem no Survivor são movidos para Intervalo de posse.
Tenured A
área Tenured salva principalmente objetos com um longo ciclo de vida, geralmente alguns antigos. Quando alguns objetos são copiados e transferidos por Young por um certo número de vezes, os objetos serão transferidos para a área Tenured. Geralmente, se o nível do aplicativo Cache, os objetos no cache são frequentemente transferidos para esse intervalo
região de Perm Permanente
Perm página salvar class、method、filed对象, este espaço não é geralmente parte do estouro, a menos que uma carga descartável muita classe, mas em design para a implementação ativa de servidores de aplicação, quando, por vezes, encontrar java.lang.OutOfMempryError：PermGen Spaceum bug que causou este erro Um grande motivo é que ela pode ser reimplantada toda vez, mas após a reimplementação, a classe de classe não é desinstalada, o que faz com que um grande número de objetos de classe seja salvo no permanente. Resolver o problema
Área virtual
A diferença entre a memória máxima e a memória inicial é a área virtual

3.2, modelo de memória heap jdk1.8

Insira a descrição da imagem aqui

Pode ser visto pela figura acima que o modelo de memória do jdk1.8 é composto por 2 partes, geração jovem + geração antiga
: Eden + 2 *
geração antiga de sobrevivente : OldGen
na área de Perm com a maior alteração no jdk1.8, use A substituição do Metaspace (espaço de metadados)
precisa de uma explicação especial: o espaço de memória ocupado pelo Metaspace não está dentro da máquina virtual, mas no espaço de memória local, que é a maior diferença da geração permanente de 1,7

Insira a descrição da imagem aqui

3.3 Por que a área permanente em 1.7 deve ser abandonada?

Sobre o motivo pelo qual a área permanente em 1.7 foi abandonada, podemos ver a descrição no site oficial, o endereço do site oficial: http://openjdk.java.net/jeps/122

Isso faz parte do esforço de convergência JRockit e Hotspot. Os clientes JRockit não precisam configurar a geração permanente (já que o JRockit não possui uma geração permanente) e estão acostumados a não configurar a geração permanente.

#Remover a geração permanente é um esforço para integrar a Hot Spot JVm e a JRockit VM, porque o Jrockit não possui uma geração permanente e não há necessidade de configurar uma geração permanente

Em nosso uso real, porque a geração permanente de memória geralmente não é suficiente ou ocorre um vazamento de memória e uma exceção é relatada java.lang.OutOfMempryError：PermGen, a área permanente é abandonada e o meta espaço é usado em vez de usar o espaço de memória local

3.4 Exibir o uso de memória heap através do comando jstat

O comando jstat pode exibir o uso de várias partes da memória heap e o número de classes carregadas.O formato do comando é o seguinte:
jstat [-命令选项] [vmid] [间隔时间/毫秒] [查询次数]

3.4.1 Exibir estatísticas de carregamento de classe
[root@localhost ~]# jstat -class 20736
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Explicação:

Método	Descrição do produto
Carregado	Número de classes carregadas
Bytes	Espaço ocupado
Descarregado	Quantidade descarregada
Bytes	Espaço não carregado
Tempo	Tempo

3.4.2 Ver estatísticas de compilação

[root@localhost ~]# jstat -compiler 20736
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Método	Descrição do produto
Compilado	Número de compilações
Falhou	Número de falhas
Inválido	Quantidade indisponível
Tempo	Tempo
FailedType	Tipo de falha
FailedMethod	Método com falha

3.4.3 Estatísticas de coleta de lixo
[root@localhost ~]# jstat -gc 20736

Insira a descrição da imagem aqui
S0C: O tamanho da primeira área de Survivor (KB)
S1C: O tamanho da segunda área de Survivor (KB)
S0U: O tamanho da primeira área de Survivor (KB) S1U: O tamanho da
segunda área de Survivor (KB)
CE: tamanho da área Eden (KB)
UE: tamanho da área Eden (KB)
OC: tamanho da área antiga (KB)
OU: tamanho da área antiga (KB)
MC: tamanho da área do método (KB)
MU: tamanho da área do método (KB)
CCSC: tamanho do espaço de classe compactado (KB)
CCSU: tamanho do uso de espaço de classe compactado (KB)
YGC: tempos de coleta de lixo de gerações jovens
YGCT: tempo de coleta de lixo de gerações jovens
FGC: tempos de coleta de lixo de gerações anteriores
FGCT: tempos de coleta de lixo de gerações antigas FGCT: tempos de coleta de lixo de gerações antigas Tempo decorrido no
TCG: tempo total consumido pela coleta de lixo

4. Resumo

O artigo está finalizado aqui.Os irmãos em dúvida podem discutir ou deixar uma mensagem abaixo.Eu também desejo a todos um feliz ano, saudável e saudável, e um bom trabalho.Vamos, eu sou um pequeno agricultor!