手把手教你一次GC调优！

JVM参数调优

一、调优基本概念

在调整性能时，JVM 有三个组件。

1. 堆大小调整
2. 垃圾收集器调整
3. JIT 编译器调整

大多数调优选项都与调整堆大小和选择的垃圾收集器有关。

同样，JIT 编译器对性能也有很大影响，但是这个对程序员自身要求非常高。

通常，在调优 Java 应用程序时，重点是以下两个主要目标之一：

• 响应性：应用程序或系统对请求的数据进行响应的速度，对于专注于响应性的应用程序，长的暂停时间是不可接受的，重点是在短时间内做出回应。
• 吞吐量：侧重于在特定时间段内最大化应用程序的工作量，对于专注于吞吐量的应用程序，高暂停时间是可接受的。

一般而言，系统瓶颈核心还是在应用代码，一般情况下无需过多调优，而且 JVM 本身在不断优化的过程。

二、常用 JVM 参数

文章围绕 Java8，下面的一些参数，在 JDK9 之后就被淘汰了，加红进行了凸显。

java-XX:+PrintFlagsFinal -version  打印所有的-XX参数和默认值

「通用GC参数」

三、GC调优思路

「首先准备环境」

创建一个springboot的空项目，在启动类部分添加一下代码，打包，放在阿里云服务器上运行。

测试环境：JVM配置为1核2G，JAVA8，固定设置堆大小 1G

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

@SpringBootApplication
public class DemoApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
        // 每333毫秒创建150线程，每个线程创建一个512kb的对象，最多一秒同时存在450线程，占用内存225m，查看6C的情况
        Executors.newScheduledThreadPool(1).scheduleAtFixedRate(() -> {
            new Thread(() -> {
                for (int i = 0; i < 150; i++) {
                    try {
                        //  不干活，专门创建512kb的小对象
                        byte[] temp = new byte[1024 * 512];
                        Thread.sleep(new Random().nextInt(100)); // 随机睡眠200毫秒秒以内
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }).start();
        }, 1000, 333, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }
}

在运行之前要记得指定一下堆的大小

java -Xmx1024m -jar xxx.jar

启动是正常的。

上面已经能看到端口号了，但是我们这里用 jcmd 象征的看一下。

我们看一下堆的使用情况。

里面的数据都是动态的。

我们看一下调优的思路。

1. 分析场景。例如：启动速度慢；偶尔出现响应慢于平均水平或者出现卡顿
2. 确定目标。内存占用、低延时、吞吐量
3. 收集日志。通过参数配置收集GC日志；通过JDK工具查看GC状态（例如jstat 实时查看）
4. 分析日志。使用工具辅助分析日志，查看GC次数，GC时间（事后分析）
5. 调整参数。切换垃圾收集器或者调整垃圾收集器参数

前两点的话，要和具体场景结合起来。文章主要展示整个过程该怎么走（相当于工具说明书），具体问题要具体分析。

java -Xmx1024m -Xloggc:/opt/gc.log -jar xxx.jar

我们这里添加了日志的收集。

我们去对应目录找一下日志，里面的参数我们都介绍过，这个不难看懂。

但是文件内容是非常非常多的，这样一点点的看可能有点困难，我们一边把文件下载下来，用 GCViewer 这个开源的工具来做这件事情。

GCViewer 工具，辅助分析 GC 日志文件https://github.com/chewiebug/GCViewer。

打开下载到本地的gc.log文件。

再看右下角的信息，主要是一些汇总信息。各种数据的分析，比如平均，最大，最小等。

至于首页的图形，怎么看，可以直接参考文档：https://github.com/chewiebug/GCViewer。

红线意思是什么等等，都写的很详细。

下面看一下 jstat 动态监控 GC 统计信息，采用的格式是间隔 1000 毫秒统计一次，每 10 行数据后输出列标题。

jstat -gc -h10 $(jcmd | grep "demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar" | awk '{print $1}') 1000

里面的参数，我们说过了，可以参考我的历史文章：

下面看一下切换垃圾收集器或者调整垃圾收集器参数相关信息：

「垃圾收集器 Parallel参数调优」

这是JDK默认的收集器–吞吐量优先

自适应GC策略是指自动调整分代分区的大小。UseAdaptiveSizePolicy自适应默认开启。

「垃圾收集器CMS参数调优」

关于CMS

• 响应时间优先2
• Parallel gc无法满足应用程序延迟要求时再考虑使用CMS垃圾收集器。
• 新版建议用G1垃圾收集器

「垃圾收集器G1参数调优」

关于G1:

• 兼顾吞吐量和响应时间
• 超过50%的Java堆被实时数据占用。
• 建议大堆（大小约为6GB或更大）
• 且GC延迟要求有限的应用（稳定且可预测的暂停时间低于0.5秒）。

「运行时JIT编译器优化参数」

JIT编译指的是字节码编译为本地代码（汇编）执行，只有热点代码才会编译为本地代码。解释器执行节约内存，反之可以使用编译执行来提升效率。

最后由于版本不断更新，JVM 参数和具体说明，建议需要时参考 oracle 官网的手册。

说实话，如果没有一个具体的线上场景，很难去演示调优的过程，这里能做到的就是，给出调优的思路、相关工具的使用，以及调优用到的参数信息。

参数的调整多少都会对 JVM 的运行有影响，比如 Parallel 参数调优中-XX:ParallelGCThreads设置线程的数量，这个在不同配置的服务器上测试得到的结果会有差别，你可以在自己服务器上试试看。