Java学习篇之JVM 调优
一、JVM 是什么？JVM，全称Java Virtual Machine（Java假造机），是一个可以大概运行Java字节码的抽象计算机。
JVM是Java跨平台特性的核心。Java源代码在编译成字节码后，可以在任何支持Java的平台上运行，只要该平台安装了相应的JVM。这是因为JVM将Java字节码转换成特定平台上的呆板码来执行，从而实现了“一次编写，到处运行”的跨平台特性。
二、JVM 官方参数建议
JVM 颠末这么多年的发展和验证，整体是非常健壮的。个人认为99%的情况下，基本用不到 JVM 调优。
通常来说，我们的 JVM 参数设置大多照旧会遵循 JVM 官方的建议，例如：
1. 堆内存设置
参数形貌官方建议/阐明-Xms设置JVM的初始堆大小可以设置为物理内存的1/64（但小于1GB）；对于高并发应用，建议与-Xmx相同-Xmx设置JVM的最大堆大小可以设置为物理内存的1/4（但小于1GB）-Xmn设置年轻代的初始和最大大小可以设置为整个堆的3/8；或利用-XX:NewSize/-XX:MaxNewSize分别设置 2. 年轻代与老年代比例
参数形貌官方建议/阐明-XX:NewRatio设置年轻代与老年代的比例默认值为2（即老年代是年轻代的2倍）-XX:SurvivorRatio设置Eden区与一个Survivor区的大小比例默认值为8，表现Eden区与Survivor区的比例为8:1 3. 线程堆栈设置
参数形貌官方建议/阐明-Xss设置每个线程的堆栈大小JDK5.0后默认1MB；小型应用可能128KB充足，大型应用建议256KB 4. 非堆内存设置
参数形貌官方建议/阐明-XX:PermSize设置持久代的初始大小（JDK8已弃用）JDK8前用于控制方法区内存大小-XX:MaxPermSize设置持久代的最大大小（JDK8已弃用）JDK8前用于控制方法区内存大小-XX:MetaspaceSize设置元空间的初始大小（JDK8及以后）替换了PermSize，用于存放类的元数据-XX:MaxMetaspaceSize设置元空间的最大大小（JDK8及以后）替换了MaxPermSize 5. 垃圾收集器设置
参数形貌官方建议/阐明-XX:+UseSerialGC利用串行垃圾收集器默认GC方式，适用于小型应用和单处理器情况-XX:+UseParNewGC在年轻代中利用并行线程进行垃圾收集可以与CMS GC一起利用-XX:+UseParallelGC在年轻代中利用并行垃圾收集器适用于多处理器体系-XX:+UseParallelOldGC在老年代中利用并行垃圾收集器与-XX:+UseParallelGC一起利用-XX:+UseConcMarkSweepGC利用CMS垃圾收集器在GC运行时对应用程序影响较小 6. 辅助信息设置
参数形貌官方建议/阐明-XX:+PrintGCDetails打印垃圾收集的具体情况用于调试和性能分析-Xloggc:filename将GC日志信息记录到指定文件便于分析和监控JVM的垃圾回收举动 7. 其他重要参数
参数形貌官方建议/阐明-XX:MinHeapFreeRatio设置GC变乱后答应的最小可用堆空间百分比控制JVM何时扩展堆大小-XX:MaxHeapFreeRatio设置GC变乱后答应的最大可用堆空间百分比控制JVM何时收缩堆大小-XX:MaxDirectMemorySize设置Direct ByteBuffer分配的堆外内存的最大大小当达到此大小时，将触发Full GC 请留意，这些建议是基于Oracle JDK的通用指南，而且可能会随着JVM版本的更新而有所变革。
在实际应用中，可能还需要根据具体的应用场景、硬件情况和性能需求进行进一步的调整和优化。
同时，也需要留意参数的兼容性和稳定性题目。
三、JVM调优的场景
重要就是出现以下情况时，就需要留意对JVM进行调优了
[*]当应用程序运行迟钝或出现卡顿，或是偶尔响应慢
[*]应用程序频繁出现内存溢出（OutOfMemoryError）或内存走漏等题目，
四、如何监控JVM
JVM监控工具分为JDK自带工具和第三方工具两大类。
[*]JDK自带工具（常用的）：jconsole、visualvm
[*]第三方工具（常用的）：JProfiler、YourKit
JDK自带工具常用命令：
[*]jstack pid: 打印堆栈相关执行信息，可以用于死锁发现。
[*]jinfo pid: 打印历程的启动具体参数、JVM正在利用的参数。
[*]jstat -gc pid: 打印各个分代的内存利用情况。可以每个一段时间打印一次。
[*]jvisualvm: windows图形化界面，不常用。上线之前内测可以利用。
[*]jmap: 如果内存特别大，jmap会导致线程的制止，以是线上不能利用。
线上时不能dump下来文件，因为文件可能很大（堆内存占了多少文件就有多大），dump时java程序会暂停，线上不能dump。
jmap -histo pid | head -n 20 :查找有多少对象产生,及对象占用的内存，对象的名称。可用于内存泄漏导致的OOM。
五、JVM调优的流程步调
JVM调优流程步调可以归纳为以下几点：
1. 明确优化目标
在开始调优之前，首先需要明确优化的目标。这包括响应时间、吞吐量、内存利用率等指标。明确目标后，可以更有针对性地进行调优。
2. 监控和分析
[*]利用监控工具：利用Java VisualVM、JConsole、JProfiler等监控工具，分析CPU利用率、内存利用情况和垃圾回收频率等指标。
JDK自带工具常用命令：
[*]jstack pid: 打印堆栈相关执行信息，可以用于死锁发现。
[*]jinfo pid: 打印历程的启动具体参数、JVM正在利用的参数。
[*]jstat -gc pid: 打印各个分代的内存利用情况。可以每个一段时间打印一次。
[*]jvisualvm: windows图形化界面，不常用。上线之前内测可以利用。
[*]jmap: 如果内存特别大，jmap会导致线程的制止，以是线上不能利用。
线上时不能dump下来文件，因为文件可能很大（堆内存占了多少文件就有多大），dump时java程序会暂停，线上不能dump。
jmap -histo pid | head -n 20 :查找有多少对象产生,及对象占用的内存，对象的名称。可用于内存泄漏导致的OOM。
[*]分析GC日志：通过GC日志，相识垃圾回收的频率、停顿时间以及内存利用情况，资助定位性能瓶颈。
例如：
-Xloggc:/path/to/gc.log -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps
这些选项将GC日志记录到指定的文件（/path/to/gc.log），并打印具体的GC信息和时间戳。
然后，我们可以分析GC日志以相识垃圾回收的频率、停顿时间和内存利用情况。例如，我们可以查>找Full GC的发生频率和每次Full GC的停顿时间。
3. 确定调优参数
根据监控和分析的效果，确定需要调整的JVM参数。常见的JVM参数包括：
[*]堆内存设置：通过-Xms和-Xmx设置初始和最大堆内存大小。
例如：
-Xms512m -Xmx512m
这将初始堆内存设置为512m，最大堆内存设置为512m。两者最好一致
[*]垃圾收集器选择：选择符合的垃圾收集器，如G1、CMS等，以优化内存管理。
例如：
选择G1垃圾收集器：以优化内存管理和减少停顿时间。
-XX:+UseG1GC
调整G1垃圾收集器的参数：以进一步优化性能。
-XX:MaxGCPauseMillis=200 -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=35
这将G1垃圾收集器的目标停顿时间设置为200毫秒，并将触发并发GC的堆占用百分比设置为35%。
[*]线程栈大小：通过-Xss设置每个线程的堆栈大小，以减少线程上下文切换的开销。
4. 实行调优计谋
[*]调整JVM参数：根据确定的调优参数，调整JVM的启动参数。
例如：如果我们在Linux体系上利用java命令启动应用程序，我们可以这样设置：
java -Xms512m -Xmx512m
-Xloggc:/path/to/gc.log -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps
-XX:+UseG1GC
-XX:MaxGCPauseMillis=200 -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=35
-jar myapp.jar
[*]优化代码：减少不必要的对象创建、利用高效的数据结构、避免过分的同步等，都可以显著提升应用的性能。
5. 持续观察和调整
[*]持续监控：在调整参数和优化代码后，利用监控工具持续观察应用的性能变革。
[*]对比性能指标：通过对比调优前后的性能指标，确认是否达到了预期的优化目标。
[*]重新评估和调整：如果没有达到目标，可能需要重新评估调优计谋，进行进一步的调整。
6. 定期评估和优化
性能调优是一个持续的过程。随着应用的演变和用户负载的变革，可能需要定期重新评估和调整JVM参数。定期的性能测试和监控可以资助实时发现潜在题目，确保体系的稳定性和高效性。
参考文章
【1】口试官：如何进行 JVM 调优（附真实案例）
【2】【JVM】JVM 实战调优指南赋案例（保姆篇）
【3】JVM调优实例记录
【4】【Java】JVM调优操纵手册（实战篇）
【5】JVM性能优化实战手册：从监控到调优计谋
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