JVM从入门到精通(七) 常用命令和调优步骤

JVM调优第一步,了解JVM常用命令行参数

  • JVM的命令行参数参考:地址

  • HotSpot参数分类

    标准: - 开头,所有的HotSpot都支持

    非标准:-X 开头,特定版本HotSpot支持特定命令

    不稳定:-XX 开头,下个版本可能取消

    java -version
    java -X

    试验用程序:

    import java.util.List;
    import java.util.LinkedList;
    
    public class HelloGC {
      public static void main(String[] args) {
        System.out.println("HelloGC!");
        List list = new LinkedList();
        for(;;) {
          byte[] b = new byte[1024*1024];
          list.add(b);
        }
      }
    }
    
  1. 区分概念:内存泄漏memory leak,内存溢出out of memory
  2. java -XX:+PrintCommandLineFlags HelloGC
  3. java -Xmn10M -Xms40M -Xmx60M -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+PrintGC HelloGC
    PrintGCDetails PrintGCTimeStamps PrintGCCauses
  4. java -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintCommandLineFlags HelloGC
  5. java -XX:+PrintFlagsInitial 默认参数值
  6. java -XX:+PrintFlagsFinal 最终参数值
  7. java -XX:+PrintFlagsFinal | grep xxx 找到对应的参数
  8. java -XX:+PrintFlagsFinal -version |grep GC

PS GC日志详解

每种垃圾回收器的日志格式是不同的!

PS日志格式


GC日志详解.png

heap dump部分:

eden space 5632K, 94% used [0x00000000ff980000,0x00000000ffeb3e28,0x00000000fff00000)
                            后面的内存地址指的是,起始地址,使用空间结束地址,整体空间结束地址
GCHeapDump.png

total = eden + 1个survivor

什么是调优?

  1. 根据需求进行JVM规划和预调优
  2. 优化运行JVM运行环境(慢,卡顿)
  3. 解决JVM运行过程中出现的各种问题(OOM)

调优,从规划开

  • 调优,从业务场景开始,没有业务场景的调优都是耍流氓

  • 无监控(压力测试,能看到结果),不调优

  • 步骤:

    1. 熟悉业务场景(没有最好的垃圾回收器,只有最合适的垃圾回收器)
      1. 响应时间、停顿时间 [CMS G1 ZGC] (需要给用户作响应)
      2. 吞吐量 = 用户时间 /( 用户时间 + GC时间) [PS]
    2. 选择回收器组合
    3. 计算内存需求(经验值 1.5G 16G)
    4. 选定CPU(越高越好)
    5. 设定年代大小、升级年龄
    6. 设定日志参数

    -Xloggc:/opt/xxx/logs/xxx-xxx-gc-%t.log -XX:+UseGCLogFileRotation -XX:NumberOfGCLogFiles=5 -XX:GCLogFileSize=20M -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCCause
    或者每天产生一个日志文件

    1. 观察日志情况

优化环境

  1. 有一个50万PV的资料类网站(从磁盘提取文档到内存)原服务器32位,1.5G
    的堆,用户反馈网站比较缓慢,因此公司决定升级,新的服务器为64位,16G
    的堆内存,结果用户反馈卡顿十分严重,反而比以前效率更低了

    1. 为什么原网站慢?
      很多用户浏览数据,很多数据load到内存,内存不足,频繁GC,STW长,响应时间变慢
    2. 为什么会更卡顿?
      内存越大,FGC时间越长
    3. 咋办?
      PS -> PN + CMS 或者 G1
  2. 系统CPU经常100%,如何调优?(面试高频)
    CPU100%那么一定有线程在占用系统资源,

    1. 找出哪个进程cpu高(top)
    2. 该进程中的哪个线程cpu高(top -Hp)
    3. 导出该线程的堆栈 (jstack)
    4. 查找哪个方法(栈帧)消耗时间 (jstack)
    5. 工作线程占比高 | 垃圾回收线程占比高
  3. 系统内存飙高,如何查找问题?(面试高频)

    1. 导出堆内存 (jmap)
    2. 分析 (jhat jvisualvm mat jprofiler ... )
  4. 如何监控JVM

    1. jstat jvisualvm jprofiler arthas top...

解决JVM运行中的问题

一个案例理解常用工具

  1. 测试代码:

    package com.luowentao.jvm.gc;
    
    import java.math.BigDecimal;
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Date;
    import java.util.List;
    import java.util.concurrent.ScheduledThreadPoolExecutor;
    import java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    
    /**
     * 从数据库中读取信用数据,套用模型,并把结果进行记录和传输
     */
    
    public class T15_FullGC_Problem01 {
    
        private static class CardInfo {
            BigDecimal price = new BigDecimal(0.0);
            String name = "张三";
            int age = 5;
            Date birthdate = new Date();
    
            public void m() {}
        }
    
        private static ScheduledThreadPoolExecutor executor = new ScheduledThreadPoolExecutor(50,
                new ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy());
    
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            executor.setMaximumPoolSize(50);
    
            for (;;){
                modelFit();
                Thread.sleep(100);
            }
        }
    
        private static void modelFit(){
            List<CardInfo> taskList = getAllCardInfo();
            taskList.forEach(info -> {
                // do something
                executor.scheduleWithFixedDelay(() -> {
                    //do sth with info
                    info.m();
    
                }, 2, 3, TimeUnit.SECONDS);
            });
        }
    
        private static List<CardInfo> getAllCardInfo(){
            List<CardInfo> taskList = new ArrayList<>();
    
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                CardInfo ci = new CardInfo();
                taskList.add(ci);
            }
    
            return taskList;
        }
    }
    
    
  2. java -Xms200M -Xmx200M -XX:+PrintGC com.luowentao.jvm.gc.T15_FullGC_Problem01

  3. 一般是运维团队首先受到报警信息(CPU Memory)

  4. top命令观察到问题:内存不断增长 CPU占用率居高不下

  5. top -Hp 观察进程中的线程,哪个线程CPU和内存占比高

  6. jps定位具体java进程
    jstack 定位线程状况,重点关注:WAITING BLOCKED
    eg.
    waiting on <0x0000000088ca3310> (a java.lang.Object)
    假如有一个进程中100个线程,很多线程都在waiting on <xx> ,一定要找到是哪个线程持有这把锁
    怎么找?搜索jstack dump的信息,找<xx> ,看哪个线程持有这把锁RUNNABLE
    作业:1:写一个死锁程序,用jstack观察 2 :写一个程序,一个线程持有锁不释放,其他线程等待

  7. jinfo pid

  8. jstat(JVM statistics Monitoring)是用于监视虚拟机运行时状态信息的命令,它可以显示出虚拟机进程中的类装载、内存、垃圾收集、JIT编译等运行数据。
    jstat -gc 动态观察gc情况 / 阅读GC日志发现频繁GC
    jstat -gc 4655 500 : 每个500个毫秒打印GC的情况

  9. jmap - histo 4655 | head -20,查找有多少对象产生

  10. jmap -dump:format=b,file=xxx pid :

    线上系统,内存特别大,jmap执行期间会对进程产生很大影响,甚至卡顿(电商不适合)
    1:启动时设定参数XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError,OOM的时候会自动产生堆转储文件
    2:<font color='red'>很多服务器备份(高可用),停掉这台服务器对其他服务器不影响</font>

  11. java -Xms20M -Xmx20M -XX:+UseParallelGC -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError com.lwt.jvm.gc.T15_FullGC_Problem01

  12. 使用MAT / jhat /jvisualvm 进行dump文件分析
    https://www.cnblogs.com/baihuitestsoftware/articles/6406271.html
    jhat -J-mx512M xxx.dump
    http://192.168.17.11:7000
    拉到最后:找到对应链接
    可以使用OQL查找特定问题对象

  13. 找到代码的问题

jconsole远程连接

  1. 程序启动加入参数:

    java -Djava.rmi.server.hostname=192.168.17.11 -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=11111 -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false XXX
    
  2. 如果遭遇 Local host name unknown:XXX的错误,修改/etc/hosts文件,把XXX加入进去

    192.168.17.11 basic localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
    ::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
    
  3. 关闭linux防火墙(实战中应该打开对应端口)

    service iptables stop
    chkconfig iptables off #永久关闭
    
  4. windows上打开 jconsole远程连接 192.168.17.11:11111

jvisualvm远程连接

https://www.cnblogs.com/liugh/p/7620336.html (简单做法)

arthas在线排查工具

  • 为什么需要在线排查?
    在生产上我们经常会碰到一些不好排查的问题,例如线程安全问题,用最简单的threaddump或者heapdump不好查到问题原因。为了排查这些问题,有时我们会临时加一些日志,比如在一些关键的函数里打印出入参,然后重新打包发布,如果打了日志还是没找到问题,继续加日志,重新打包发布。对于上线流程复杂而且审核比较严的公司,从改代码到上线需要层层的流转,会大大影响问题排查的进度。
  • jvm观察jvm信息
  • thread定位线程问题
  • dashboard 观察系统情况
  • heapdump + jhat分析
  • jad反编译
    动态代理生成类的问题定位
    第三方的类(观察代码)
    版本问题(确定自己最新提交的版本是不是被使用)
  • redefine 热替换
    目前有些限制条件:只能改方法实现(方法已经运行完成),不能改方法名, 不能改属性
    m() -> mm()
  • sc - search class
  • watch - watch method
  • 没有包含的功能:jmap
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