摘要:前言入门垃圾回收机制后,接下来可以学习性能调优了。输出老年代空间的性能数据。新生代最小空间容量,单位。拥有者表示线程成功竞争到对象锁。线程状态,未启动的。,无限期等待另一个线程执行特定操作。主要调优参数设定堆内存大小,这是最基本的。
前言Java程序员进阶三条必经之路:数据库、虚拟机、异步通信。
入门JVM垃圾回收机制后,接下来可以学习性能调优了。主要有两部分内容:
JDK工具的使用。
调优策略。
兵器谱 jps列出正在运行的虚拟机进程,用法如下:
jps [-option] [hostid]
| 选项 | 作用 |
| -------- | -----: |
| q | 只输出LVMID,省略主类的名称 |
| m | 输出main method的参数 |
| l | 输出完全的包名,应用主类名,jar的完全路径名 |
| v | 输出jvm参数 |
监视虚拟机运行状态信息,使用方式:
jstat -
| 选项 | 作用 |
| -------- | -----: |
| gc | 输出每个堆区域的当前可用空间以及已用空间,GC执行的总次数,GC操作累计所花费的时间。|
| gccapactiy | 输出每个堆区域的最小空间限制(ms)/最大空间限制(mx),当前大小,每个区域之上执行GC的次数。(不输出当前已用空间以及GC执行时间)。|
| gccause | 输出-gcutil提供的信息以及最后一次执行GC的发生原因和当前所执行的GC的发生原因。 |
| gcnew | 输出新生代空间的GC性能数据。|
| gcnewcapacity | 输出新生代空间的大小的统计数据。|
| gcold | 输出老年代空间的GC性能数据。|
| gcoldcapacity | 输出老年代空间的大小的统计数据。|
| gcpermcapacity | 输出持久带空间的大小的统计数据。|
| gcutil | 输出每个堆区域使用占比,以及GC执行的总次数和GC操作所花费的事件。|
比如:
jstat -gc 28389 1s
每隔1秒输出一次JVM运行信息:
S0C S1C S0U S1U EC EU OC OU PC PU YGC YGCT FGC FGCT GCT 52416.0 52416.0 4744.9 0.0 419456.0 28180.6 2621440.0 439372.6 131072.0 33564.8 160472 1760.603 61 2.731 1763.334
| 列 | 说明 | jstat参数 |
| -------- | -----: | -----: |
| S0C | Survivor0空间的大小。单位KB。| -gc -gccapacity -gcnew -gcnewcapacity |
| S1C | Survivor1空间的大小。单位KB。| -gc -gccapacity -gcnew -gcnewcapacity |
| S0U | Survivor0已用空间的大小。单位KB。| -gc -gcnew |
| S1U | Survivor1已用空间的大小。单位KB。| -gc -gcnew |
| EC | Eden空间的大小。单位KB。| -gc -gccapacity -gcnew -gcnewcapacity |
| EU | Eden已用空间的大小。单位KB。| -gc-gcnew |
| OC | 老年代空间的大小。单位KB。| -gc -gccapacity -gcold -gcoldcapacity |
| OU | 老年代已用空间的大小。单位KB。| -gc -gcold |
| PC | 持久代空间的大小。单位KB。| -gc -gccapacity -gcold -gcoldcapacity -gcpermcapacity |
| PU | 持久代已用空间的大小。单位KB。| -gc -gcold |
| YGC | 新生代空间GC时间发生的次数。| -gc -gccapacity -gcnew -gcnewcapacity -gcold -gcoldcapacity -gcpermcapacity -gcutil -gccause |
| YGCT | 新生代GC处理花费的时间。| -gc-gcnew-gcutil-gccause |
| FGC | full GC发生的次数。| -gc -gccapacity -gcnew -gcnewcapacity -gcold -gcoldcapacity -gcpermcapacity -gcutil -gccause |
| FGCT | full GC操作花费的时间。| -gc -gcold -gcoldcapacity -gcpermcapacity -gcutil -gccause |
| GCT | GC操作花费的总时间。| -gc -gcold -gcoldcapacity -gcpermcapacity -gcutil -gccause |
| NGCMN | 新生代最小空间容量,单位KB。| -gccapacity -gcnewcapacity |
| NGCMX | 新生代最大空间容量,单位KB。| -gccapacity -gcnewcapacity |
| NGC | 新生代当前空间容量,单位KB。| -gccapacity -gcnewcapacity |
| OGCMN | 老年代最小空间容量,单位KB。 | -gccapacity-gcoldcapacity |
| OGCMX | 老年代最大空间容量,单位KB。| -gccapacity-gcoldcapacity |
| OGC | 老年代当前空间容量制,单位KB。| -gccapacity -gcoldcapacity |
| PGCMN | 持久代最小空间容量,单位KB。| -gccapacity -gcpermcapacity |
| PGCMX | 持久代最大空间容量,单位KB。| -gccapacity -gcpermcapacity |
| PGC | 持久代当前空间容量,单位KB。| -gccapacity -gcpermcapacity |
| PC | 持久代当前空间大小,单位KB。| -gccapacity-gcpermcapacity |
| PU | 持久代当前已用空间大小,单位KB。| -gc -gcold |
| LGCC | 最后一次GC发生的原因。| -gccause |
| GCC | 当前GC发生的原因。| -gccause |
| TT | 老年化阈值。被移动到老年代之前,在新生代空存活的次数。| -gcnew |
| MTT | 最大老年化阈值。被移动到老年代之前,在新生代空存活的次数。| -gcnew |
| DSS | 幸存者区所需空间大小,单位KB。| -gcnew |
生成堆存储快照,使用方式:
jmap [ -option ]
| 选项 | 作用 |
| -------- | -----: |
| dump | 生成堆存储快照,格式为:-dump:[live, ]format=b, file=
| heap | 显示java堆详细信息,如使用那种回收器、参数配置、分代状况等。|
| histo | 显示堆中对象统计信息,包括类、实例数量、合计容量。|
生成虚拟机当前时刻的线程快照,帮助定位线程出现长时间停顿的原因,用法:
jstack
Monitor
Monitor是 Java中用以实现线程之间的互斥与协作的主要手段,它可以看成是对象或者Class的锁。每一个对象都有,也仅有一个 monitor。下面这个图,描述了线程和 Monitor之间关系,以及线程的状态转换图:
进入区(Entrt Set):表示线程通过synchronized要求获取对象的锁,但并未得到。
拥有者(The Owner):表示线程成功竞争到对象锁。
等待区(Wait Set):表示线程通过对象的wait方法,释放对象的锁,并在等待区等待被唤醒。
线程状态
NEW,未启动的。不会出现在Dump中。
RUNNABLE,在虚拟机内执行的。
BLOCKED,等待获得监视器锁。
WATING,无限期等待另一个线程执行特定操作。
TIMED_WATING,有时限的等待另一个线程的特定操作。
TERMINATED,已退出的。
举个例子:
package com.jiuyan.mountain.test; import java.util.concurrent.TimeUnit; /** * Hello world! * */ public class App { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { MyTask task = new MyTask(); Thread t1 = new Thread(task); t1.setName("t1"); Thread t2 = new Thread(task); t2.setName("t2"); t1.start(); t2.start(); } } class MyTask implements Runnable { private Integer mutex; public MyTask() { mutex = 1; } @Override public void run() { synchronized (mutex) { while(true) { System.out.println(Thread.currentThread().getName()); try { TimeUnit.SECONDS.sleep(5); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } } } }
线程状态:
"t2" prio=10 tid=0x00007f7b2013a800 nid=0x67fb waiting for monitor entry [0x00007f7b17087000] java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor) at com.jiuyan.mountain.test.MyTask.run(App.java:35) - waiting to lock <0x00000007d6b6ddb8> (a java.lang.Integer) at java.lang.Thread.run(Thread.java:745) "t1" prio=10 tid=0x00007f7b20139000 nid=0x67fa waiting on condition [0x00007f7b17188000] java.lang.Thread.State: TIMED_WAITING (sleeping) at java.lang.Thread.sleep(Native Method)
t1没有抢到锁,所以显示BLOCKED。t2抢到了锁,但是处于睡眠中,所以显示TIMED_WAITING,有限等待某个条件来唤醒。
把睡眠的代码去掉,线程状态变成了:
"t2" prio=10 tid=0x00007fa0a8102800 nid=0x6a15 waiting for monitor entry [0x00007fa09e37a000] java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor) at com.jiuyan.mountain.test.MyTask.run(App.java:35) - waiting to lock <0x0000000784206650> (a java.lang.Integer) at java.lang.Thread.run(Thread.java:745) "t1" prio=10 tid=0x00007fa0a8101000 nid=0x6a14 runnable [0x00007fa09e47b000] java.lang.Thread.State: RUNNABLE at java.io.FileOutputStream.writeBytes(Native Method)
t1显示RUNNABLE,说明正在运行,这里需要额外说明一下,如果这个线程正在查询数据库,但是数据库发生死锁,虽然线程显示在运行,实际上并没有工作,对于IO型的线程别只用线程状态来判断工作是否正常。
把MyTask的代码小改一下,线程拿到锁之后执行wait,释放锁,进入等待区。
public void run() { synchronized (mutex) { if(mutex == 1) { try { mutex.wait(); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } } }
线程状态如下:
"t2" prio=10 tid=0x00007fc5a8112800 nid=0x5a58 in Object.wait() [0x00007fc59b58c000] java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor) at java.lang.Object.wait(Native Method) "t1" prio=10 tid=0x00007fc5a8111000 nid=0x5a57 in Object.wait() [0x00007fc59b68d000] java.lang.Thread.State: WAITING (on object monitor) at java.lang.Object.wait(Native Method)
两个线程都显示WAITING,这次是无限期的,需要重新获得锁,所以后面跟了on object monitor。
再来个死锁的例子:
package com.jiuyan.mountain.test; import java.util.concurrent.TimeUnit; /** * Hello world! * */ public class App { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { MyTask task1 = new MyTask(true); MyTask task2 = new MyTask(false); Thread t1 = new Thread(task1); t1.setName("t1"); Thread t2 = new Thread(task2); t2.setName("t2"); t1.start(); t2.start(); } } class MyTask implements Runnable { private boolean flag; public MyTask(boolean flag) { this.flag = flag; } @Override public void run() { if(flag) { synchronized (Mutex.mutex1) { try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } synchronized (Mutex.mutex2) { System.out.println("ok"); } } } else { synchronized (Mutex.mutex2) { try { TimeUnit.SECONDS.sleep(1); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } synchronized (Mutex.mutex1) { System.out.println("ok"); } } } } } class Mutex { public static Integer mutex1 = 1; public static Integer mutex2 = 2; }
线程状态:
"t2" prio=10 tid=0x00007f5f9c122800 nid=0x3874 waiting for monitor entry [0x00007f5f67efd000] java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor) at com.jiuyan.mountain.test.MyTask.run(App.java:55) - waiting to lock <0x00000007d6c45bd8> (a java.lang.Integer) - locked <0x00000007d6c45be8> (a java.lang.Integer) at java.lang.Thread.run(Thread.java:745) "t1" prio=10 tid=0x00007f5f9c121000 nid=0x3873 waiting for monitor entry [0x00007f5f67ffe000] java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor) at com.jiuyan.mountain.test.MyTask.run(App.java:43) - waiting to lock <0x00000007d6c45be8> (a java.lang.Integer) - locked <0x00000007d6c45bd8> (a java.lang.Integer) at java.lang.Thread.run(Thread.java:745) Found one Java-level deadlock: ============================= "t2": waiting to lock monitor 0x00007f5f780062c8 (object 0x00000007d6c45bd8, a java.lang.Integer), which is held by "t1" "t1": waiting to lock monitor 0x00007f5f78004ed8 (object 0x00000007d6c45be8, a java.lang.Integer), which is held by "t2"
这个有点像哲学家就餐问题,每个线程都持有对方需要的锁,那就运行不下去了。
调优策略两个基本原则:
将转移到老年代的对象数量降到最少。
减少Full GC的执行时间。目标是Minor GC时间在100ms以内,Full GC时间在1s以内。
主要调优参数:
设定堆内存大小,这是最基本的。
-Xms:启动JVM时的堆内存空间。
-Xmx:堆内存最大限制。
设定新生代大小。
新生代不宜太小,否则会有大量对象涌入老年代。
-XX:NewRatio:新生代和老年代的占比。
-XX:NewSize:新生代空间。
-XX:SurvivorRatio:伊甸园空间和幸存者空间的占比。
-XX:MaxTenuringThreshold:对象进入老年代的年龄阈值。
设定垃圾回收器
年轻代:-XX:+UseParNewGC。
老年代:-XX:+UseConcMarkSweepGC。
CMS可以将STW时间降到最低,但是不对内存进行压缩,有可能出现“并行模式失败”。比如老年代空间还有300MB空间,但是一些10MB的对象无法被顺序的存储。这时候会触发压缩处理,但是CMS GC模式下的压缩处理时间要比Parallel GC长很多。
G1采用”标记-整理“算法,解决了内存碎片问题,建立了可预测的停顿时间类型,能让使用者指定在一个长度为M毫秒的时间段内,消耗在垃圾收集上的时间不得超过N毫秒。
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