###JVM 监控与优化工具

本文围绕JVM阐述两个方面的内容:监控和优化。监控过程是优化的前提,优化是监控之后采取的措施。JVM的监控主要介绍相关监控工具、定义监控内容;JVM的优化主要包括内存分配和垃圾回收机制设置。

1、JVM监控工具 俗话说,"工欲善其事必先利其器"。要对JVM进行监控,首先要选择一款得心应手的监控工具。下面分别介绍JDK自带的监控工具、系统监控工具和商业化的监控工具,相信总有一款是你喜欢的!

(1)JDK自带工具:jinfo、jmap、jstack、jstat、JConsole、VisualVM

• jinfo 查看该命令使用帮助:jinfo -h。该命令可以获取指定java进程的配置信息,包括Java系统属性和JVM配置参数。如图1

• jmap 查看该命令使用帮助:jmap -h。该命名主要查看指定java进程的内存分配和使用情况。还可以使用jmap -histo pid > a.log,将物理内存使用情况信息导入到文本文件a.log,一段时间后,使用文本工具对比,可以知道GC回收了哪些对象。下面演示简单的查看进程内存分配和使用情况,如下图:

Java进程31449的JVM配置为: -server -Xmx2048m -Xms2048m -Xss512k -XX:PermSize=512m -XX:MaxPermSize=512m -XX:MaxTenuringThreshold=7 -XX:+UseConcMarkSweepGC

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70,结合上图可以知道:NewSize = Eden + 2*Survivor (From Space + To Space)。新生代使用了并行垃圾回收机制,老生代使用了并发垃圾回收机制。这里有一个疑问:NewRatio = 2,那么NewSize的大小应该是整个堆栈的1/3,上图的NewSize为什么只有332.75M呢?

• jstack 查看该命令使用帮助:jstack -h。该命令主要观察JVM中当前所有线程的运行情况和运行状态。

• jstat 查看该命令使用帮助:jstat -h。该命令利用JVM内建的指令对java应用程序的资源和性能进行实时监控,包括各种堆和非堆的大小,内存使用情况和GC情况,classloader,compiler等。下面使用jstat对java程序的内存使用和GC情况进行监控:jstat -gcutil pid 1000,每隔1s输出一次实时信息。

上图中S0和S1分别表示两个Survivor空间,E表示Eden区,O表示Old区,P表示方法区,即Permsize;YGC和YGCT表示Young GC的次数和消耗时间;FGC和FGCT表示Full GC的次数和消耗时间,GCT表示GC总消耗时间。

• JConsole JConsole是jdk1.5以后加入的图形化监控工具,由于通常的Linux服务器不支持图形化界面,一般采用在Windows机器上远程监控服务端程序。具体使用方式可以参考:使用JConsole监控远程Linux上的JVM。

• VisualVM VisualVM是jdk1.6加入的图形化监控工具,能够实时动态的监控java应用程序的CPU占用、内存使用、线程运行情况等。具体使用请参考:使用visualvm监控远程JVM。

(2)Linux系统自带监控工具:top、dstat等,这些工具简便好用,实为监控调优之必备良工。

(3)商业付费软件:JProfiler。该工具的使用就不赘述了,请参考:JProfiler学习笔记。

2、JVM监控内容

 工具选定之后,就要确定监控对象。我们知道,性能无非就是这几种:CPU、内存、磁盘IO、网络。如果程序性能异常,监控这几个参数一般都可以发现问题。

• CPU CPU的监控可以采用top、dstat、jconsole或visualvm等工具。

• 内存 内存除了观察使用率之外,还要关注GC情况。这些信息可以使用jmap和jstat两个命令获得。如果发现内存使用量不断增加,而且gc频率很高,这时需要谨慎查找程序中的内存增长点,可能存在内存泄露问题,可以采用visualvm工具辅助查找无法回收的对象。

• 磁盘IO 磁盘使用情况可以使用dstat命令获得。

• 网络 网络使用情况可以使用dstat命令获得。

二、JVM的优化

• 1、内存分配(可以通过JVM参数:-Xms 和 -Xmx 指定) 新生代:包含Eden区和Survivor区,空间大小可以通过JVM参数:-Xmn或者-XX:NewRatio指定。
  • Eden:新创建的对象向Eden区申请内存空间
  • Survivor:一个起缓冲作用的内存区域,包含两块同样大小的内存空间,两块空间交替使用,完成新生代对象到老生代的转移。两块空间分别为:from space 和 to space。Survivor的空间大小可以通过JVM参数:SurvivorRatio指定。
  • from space
  • to space

老生代:新生代中的对象经过了指定的回收次数,仍无法被gc回收释放其内存,则被转移到老生代。空间大小 = 堆大小 - 新生代大小。-XX:MaxTenuringThreshold可以指定对象回收次数,如果设置为0的话,则年轻代对象不经过Survivor区,直接进入年老代。

持久代:应用程序初始化时加载类信息,方法名,常量等数据到持久代,空间大小可以通过JVM参数:-XX:PermSize指定,-XX:MaxPermSize指定该空间的最大值。

• 2、垃圾回收机制 JVM内存采用分代形式管理,则相应的内存垃圾回收机制也采用分代管理,不同的内存区采用不同的回收机制。根据垃圾回收运行方式分为三类:串行GC、并行GC和并发GC。

  • 新生代
    • Serial:串行,单线程回收垃圾
    • Parallel Scavenge:并行回收,多线程回收垃圾
    • ParNew:并行,与年老代的CMS配合使用

  -老生代

  • Serial MSC:串行
  • Parallel MSC:并行
  • CMS:并发

  垃圾回收机制的指定方式:

  • a. client, server模式默认GC策略

b.GC组合方式

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