Java 性能优化系列之3.2[JVM调优]

实用JVM参数

1. JIT 编译参数

JIT(Just-In-Time)编译器，可以在运行时将字节码编译成本地代码，从而提升函数的执行效率。

-XX:CompileThreshold为 JIT编译的阈值，当函数的调用次数超过-XX:CompileThreshold时，JIT就将字节码编译成本地机器码。

在Client 模式下， XX:CompileThreshold 的取值为1500;

在Server 模式下，取值是 10000.

JIT编译完成后， JVM便会使用本地代码代替原来的字节码解释执行。

为了内合理的设置JIT编译的阈值，可以使用-XX:_CITime打印出JIT编译的耗时，也可以使用-XX:+PrintCompilation 打印出JIT编译的信息。

看例子：

package com.oscar999.performance.JVMTune;public class TestJIT {static long i = 0;/*** @param args*/public static void testJIT(){i++;}public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubfor(int j=0;j<1488;j++)testJIT();long end = System.currentTimeMillis();}}

使用命令运行：

java -XX:CompileThreshold=1500 -XX:+PrintCompilation -XX:+CITime com.oscar999.performance.JVMTune.TestJIT

将以上循环次数从1488 换成 1588，再运行

可以看到，大于 1500时，做了编译成本地码的动作。

2. 堆快照(堆Dump)

获得程序的堆快照文件有很多方法，比较常用的取得堆快照文件的方法是使用-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 参数在程序发生OOM时，导出应用程序的当前堆快照。

-Xmx10m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:heapDumpPath=C:\m.hprof

3. 错误处理

当系统发生OOM错误时，虚拟机在错误发生时运行一段第三方脚本，比如，当OOM发生时，重置系统

-XX:OnOutOfMemoryError=c:\reset.bat

4. 获取GC信息

JVM虚拟机也提供了许多参数帮助开发人员获取GC信息。

可以使用 -verbose:gc 或者 -XX:+PrintGC.

如果要获得更加详细的信息，可以使用 -XX:+PrintGCDetails.

如果需要查看新生对象晋升老年代的实际阈值，可以使用参数 -XX:+PrintTenuringDistribution

如果需要查看GC与实际程序相互执行的耗时，可以使用 -XX:+PrintGCApplicationt-StoppedTime 和 -XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime参数。

可以使用 -Xloggc 参数指定GC日志的输出位置。如 -Xloggc:C:\gc.log

5. 类和对象跟踪

-XX:+TraceClassLoading 参数用于跟踪类加载情况

-XX:+TraceClassUnloading 用于跟踪类卸载情况。

除了类的跟踪， JVM 还提供了 -XX:+PrintClassHistogram 开关用于打印运行时实例的信息。当此开关被打开时，当Ctrl+Break 被按下，会输出系统内类的统计信息。

6. 控制GC

-XX:+DisableExplicitGC 选项用于禁止显式的GC操作，即禁止在程序中使用System.gc() 触发Full GC.

-Xnoclassgc 参数，不回收类，进而提升GC的性能。

-Xincgc, 一旦启用这个参数，系统便会进行增量式的 GC. 增量式的GC使用特定算法让GC线程和应用程序线程交叉执行，从而减小应用程序因GC而产生的停顿时间。

7. 选择类校验器

在JDK1.6中默认开启新的类校验器，加速类的记载，可以使用 -XX:-UseSplitVerifier参数指定使用旧的类校验器。

如果新的校验器校验失败，可以使用老的校验器再次校验。可以使用开关 -XX:-FailOverToOldVerifier关闭再次校验的功能

8. Solaris 下线程控制

在 Solaris 下， JVM提供了几个用于线程控制的开关

-XX:+UseBoundTreads: 绑定所有用户线程到内核线程，减少线程进入饥饿状态的次数

-XX:+UserLWPSynchronization: 使用内核线程替换线程同步

-XX:+UserVMInterruptibleIO: 运行运行时中断线程。

9.. 使用大页

对同样大小的内存空间，使用大页后，内存分页的表现就会减少，从而可以提升CPU从虚拟内存地址映射到物理内存地址的能力。在支持大页的操作系统中，使用JVM参数让虚拟机使用大页，从而提升系统性能。

-XX:+UserlargePages: 启用大页

-XX:LargePageSizeInBytes: 指定大页的大小

10. 压缩指针

在64位虚拟机上，应用程序所占内存的大小要远远超出其32位版本(约1.5 倍左右)。这是因为64位系统拥有更宽的寻址空间，与32位系统相比，指针对象的长度进行了翻倍。为了解决这个问题，

64位的JVM虚拟机可以使用 -XX:+UseCompressedOops参数打开指针压缩，从一定程度上减少内存的消耗，可以对以下指针进行压缩：

Class的属性指针

对象的属性指针

普通对象数组的每个元素指针

实战JVM调优

Tomcat 启动加速

使用 startup.bat 启动Tomcat 服务器时， start.bat 调用了bin 目录下的calalina.bat 文件。

设置环境变量CATALINA_OPTS 或者JAVA_OPTS都可以设置tomcat 的JVM优化参数。

set CATALINA_OPTS=-Xloggc:gc.log -XX:+PrintGCDetails

为了减少Minor GC的次数，增大新生代

set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% -Xmx32M -Xms32M

禁用显示GC

set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% -XX:+DisableExplicitGC

在堆内存不变的前提下，为了能进一步减少Minor GC的次数，可以扩大新生代的大小

set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% -XX:NewRation=2

为了加快Minor GC的速度，在多核计算机上可以考虑使用新生代并行回收收集器，加快Minor GC 的速度

set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% -XX:+UseParallelGC

由于JVM虚拟机在加载类时，处于完全考虑，会对Class进行校验和认证，如果类文件是可信任的，为了加快程序的运行速度，也可以考虑禁用这些效应：

set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% -Xverify:none

JMeter介绍和使用

JMeter是Apache 下基于Java 的一款性能测试和压力测试工具。它基于Java 开发，可对HTTP 服务器和FTP服务器，甚至是数据库进行压力测试。

线程组将模拟用户线程访问Tomcat 服务器。

在线程组之下，需要给线程组分配相应的采样器，比如HTTP请求， FTP请求，数据库连接等。

除线程组和采样器外，最后还需要一份测试报告。JMeter可以给出各种形式或侧重于各个方面的测试报告。

调优前：

从以上图中可以看到，最大堆为 256MB, 但在实际使用中，只使用了50MB.因此，引起了频繁的GC.

在永久区，最大为64MB,而实际使用时，初始值约在10MB左右，并经历一次扩容，达到19MB左右，基本稳定在19MB.

调优过程

为了减少GC次数，可以使用合理的堆大小和永久区大小。这里将堆大小设置为512MB, 永久区使用32MB, 同时，禁用显示GC, 并去掉类校验。参数如下：

set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% "-Xmx512M"
set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% "-Xms512M"
set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% "-XX:PermSize=32M"
set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% "-XX:MaxPermSize=32M"
set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% "-XX:+DisableExplicitGC"
set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% "-Xverify:none"

为了进一步提高系统的吞吐量，可以尝试使用并行回收收集器代替串行收集器。

set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% "-Xmx512M"
set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% "-Xms512M"
set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% "-XX:PermSize=32M"
set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% "-XX:MaxPermSize=32M"
set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% "-XX:+DisableExplicitGC"
set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% "-Xverify:none"
set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% -XX:+UseParallelGC
set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% -XX:+UseParallelOldGC
set CATALINA_OPTS=%CATALINA_OPTS% -XX:ParallelGCThreads=8

总结一下： JVM调优的主要过程有：

确定堆内存大小(-Xmx, -Xms)

合理分配新生代和老生代(-XX:NewRation, -Xmn, -XX:SurvivorRatio)

确定永久区大小： -XX:Permsize, -XX:MaxPermSize

选择垃圾收集器

对垃圾收集器进行合理的设置

除此之外，禁用显示GC（-XX:+DisableExplicitGC）, 禁用类元数据回收(-Xnoclassgc), 禁用类验证(-Xverfy:none)等设置，对提升系统性能也有一定的帮助。