《Java 底层原理》Jvm性能调优

前言

Java 的性能调优，主要就是为了防止出现out of memory(oom)。Java出现oom就会直接导致程序停止运行。

调优

模拟元空间oom的情况

import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;

import java.lang.reflect.Method;

public class MetaSpaceOverTest {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        while (true){
            Thread.sleep(20);

            Enhancer enhancer = new Enhancer();
            enhancer.setSuperclass(MetaSpaceOverTest.class);
            enhancer.setUseCache(false);
            enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
                @Override
                public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
                    return methodProxy.invoke(o,objects);
                }
            });
            enhancer.create();
        }
    }
}

需要设置的参数：-XX:+PrintGCDetails -XX:MetaspaceSize=20M -XX:MaxMetaspaceSize=20M      分别是打印GC日志，设置元空间的内存初始值的最大值。

代码中使用了CGLib的jar包：具体说明见：https://www.cnblogs.com/jssj/p/12635206.html

运行结果：

Metaspace 空间出现oom的情况，通过jvisualvm 工具可以比较清楚的看到元空间的使用情况。

GC日志说明：

[GC (Metadata GC Threshold) [PSYoungGen: 555K->128K(35328K)] 4349K->3922K(105472K), 0.0012436 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
[Full GC (Metadata GC Threshold) [PSYoungGen: 128K->0K(35328K)] [ParOldGen: 3794K->3789K(108544K)] 3922K->3789K(143872K), [Metaspace: 19831K->19831K(1067008K)], 0.0169102 secs] [Times: user=0.02 sys=0.00, real=0.02 secs] 

GC (Metadata GC Threshold)： 这是一个young GC，表示GC作用的内存位置，Metadata是元空间的意思。

[PSYoungGen: 555K->128K(35328K)] ：这是一个youngGC 新生代堆区从555K 变成 128K， 新生代堆区总大小是35328K。

4349K->3922K(105472K) ：总堆区从4349K到3922K， 总堆区的大小105472K。

0.0012436 secs：GC消耗的时间。 

Full GC (Metadata GC Threshold) : 这是一个Full GC。

[PSYoungGen: 128K->0K(35328K)]：新生代对象占用内存移动到了老年代。

[ParOldGen: 3794K->3789K(108544K)]：老年代堆区从3794K->3789K。

3922K->3789K(143872K)：整个堆区的变化情况。

[Metaspace: 19831K->19831K(1067008K)]：元空间的占用内存的变化情况。这里可以看到已经快超20M。

重点：方法区调优，-XX:MetaspaceSize=20M -XX:MaxMetaspaceSize=20M 两个参数设置一样大，程序运行后查询元空间被使用的情况，在这个基础上加20%的。查看元空间的使用情况可以使用工具：jvisualvm

模拟堆区的oom

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class HeapOverTest {

    int[] intArr = new int[50];

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        List<HeapOverTest> heapOverTestList = new ArrayList<>();
        for(;;){
            Thread.sleep(1);
            heapOverTestList.add(new HeapOverTest());
        }
    }
}

-Xmx10m -Xms10m -XX:+PrintGCDetails -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=D:

Jvm 参数设置堆的最大最小内存大小和打印GC日志， 剩下的是用于打印日志和将Heap信息的日志存放到D盘。

运行结果：(运行一段时间会出现这个报错。)

利用该工具可以很好的看出来堆内存的使用情况。

根据前面的信息，我们已经获取到一个HeapOOM的日志，我们来分析看看。

上传日志分析，点击类视图，查看什么对象比较占用内存。

 

可以比较明显的看出什么比较暂用内存。当然生产环境会比这个大很多很多，分析也会更加复杂。

这里的int[] 我们其实还不知道具体是被哪个对象引用，所以我需要查看被引用对象。

然后找到他的引用对象：

堆区调优：堆区最大值和最小值调整一样大，防止内存抖动，具体调整多大根据程序正常运行下再加30%。

-Xmx10m   设置堆内存的最大值
-Xms10m   设置堆内存的最小值

虚拟机栈-OOM

public class StackOverTest {

    private int val = 0;

    public void test(){
        val++;
        test();
    }

    public static void main(String[] args) {
        StackOverTest stackOverTest = new StackOverTest();
        try {
            stackOverTest.test();
        } catch (Throwable e) {
            System.out.println("栈深度："+stackOverTest.val);
        }
    }
}

运行结果：

这个栈深度每次运行会出现略微的差别：原因是因为会出现栈上分配，轻量级锁的存在。

-Xss100K      设置虚拟机栈大小，部分机器最小要求不同

Java Agent

待补充

实战

1. 死锁

2. CPU消耗高

top -H -p 6290      --6290是进程号

总结

Jvm性能调优是Java工程师的必修课。