JVM从入门到入土之实战JVM调优(一)
前言
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絮叨
前面的章节
- JVM从入门到入土之JVM的类加载机制
- JVM从入门到入土之JVM的类文件结构
- JVM从入门到入土之JVM的运行时数据区
- JVM从入门到入土之JVM的内存分配策略和垃圾回收器
- JVM从入门到入土之JVM的面试题
其实前面的都只是铺垫，真正的东西来了，是骡子是马总得遛遛才知道，所以呢，大家一起来看看针对不同的业务场景，分析具体的业务来调优
每日上亿请求的电商系统JVM调优
背景引入
我们的背景是电商系统，电商系统其实一般会拆分成为很多的子系统独立部署，比如商品系统，订单系统，活动系统，数据统计系统，会员系统等。
这边就以订单系统来做例子
每日上亿请求，那么它会有多少活跃用户
一般每个用户平均访问20次，那么上亿大概有500W 日活跃
那么继续推算 500W 日活 能有多少下单呢？
如果是10% 大概会有50W人下单，那么每天大概是50W订单
如果50W订单集中在4小时的高峰期内，那么平均每秒也才几十个订单，如果是几十个订单其实并不要过多去关注JVM，基本上每秒占用一些新生代得到内存，隔很久，新生代才会满，然后一次Minor GC 内存就出来了，没有啥压力
但是秒杀，大促销的场景就不这样了
如果是双11 基本上几分钟就会有几十万的订单，那么每秒的下单量 可能是上千 破万
抗住大促销需要几台机器
基本上3台机器可以了 每个机器每秒300个下单 部署的是4核8G
从本身来说这个硬件资源是够了 扛住每秒300个 问题不大
但是问题在于需要对JVM 有限的内存资源合理分配，让JVM GC次数减少，而且尽量避免Full GC
大促销订单系统的内存使用模型
基本上每秒处理300个下单来估算，其实因为下单涉及的接口请求是比较耗时的，所以呢每秒处理100到300是差不多的
那么每个订单的实体我的字段我按照1kb来算，单单300个订单就会有300kb的内存开销
然后算上一系列的其他业务对象 就是放大10倍到20倍
此外，除了下单外 还有很多跟订单相关的其他操作，比如查询这些 我们再扩大10倍
那么每秒就是 300kb * 20 * 10=60MB的内存开销，这个内存开销会再1秒后可以是回收状态，如下图
内存如何分配
假设我们是4核8G的机器，那么给到JVM 一般是4G，剩下的给操作系统来使用，其中堆内存我们可以给到3G，新生代给1.5G，老年代给1.5G
然后每个线程的Java虚拟机栈是1M,那么JVM如果有几百个线程大概是几百M
然后永生代 给256内存，基本上4G差不多了
此时JVM的示意图如下
接下来就很明确了 订单系统每秒大概300个订单 ，都是占据新生代60MB的内存，那么新生代大概是25秒中就会占满，如下图
25秒之后就会要进行Minor GC了，此时因为有-XX:HandlePromotionFailure选项，所以你可以认为需要进行的检查主要是比较 老年代可用空间大小和历代Minor GC后进入老年代对象的平均大小，刚开始肯定这个检查是可以通过的
所以Minor GC直接运行，一下子可以回收掉99%的新生代对象，因为除了 最近一秒的订单请求还在处理，大部分的订单早就处理完毕了，所以此时可能存活的对象也就是100MB
但是问题来了 如果-XX:SuruvivorRatio 参数默认为8，那么此时Eden大概占用1.2GB内存，每个Surviuvor是150MB，如下图
然后再次运行20秒，把Eden区暂满，再次垃圾回收Eden和S1中的对象，存活对象可能还是100MB左右 会进入S2,如下图
此时JVM参数如下
新生代垃圾回收优化之一：Survivor空间够不够
首先在进行JVM优化的时候，第一个要考虑的问题就是你通过估算，你的新生代的Survivor到底够不够
按照上面的逻辑 首先每次新生代垃圾回收是100MB ，有可能会突破150MB，那么岂不是经常出现Minor GC过后无法放到Survivor中，那么岂不是会频繁进入到老年代？
还有，即使是Minor GC后 的对象少于150MB，但是即使是100MB的对象进入了Survuvor区，因为这是一批相同年龄对象，直接超过了空间的50%，此时也可能会导致对象进入老年代
所以按这个模型来说，Surivor区域的空间明显是不够的
其实这里建议是把新生代调整为2G 老年代1G，那么此时Eden为1.6G，每个Survivor为200MB，如下图
这个时候，Survivor区域变大，就大大降低了新生代GC过后存活对象在Survivor里放下不下的问题，或者同龄对象超过50%的情况
这样就大大降低了 新生代进入老年代的概率
此时JVM的参数如下
其实对于任何一个系统，首先类似上面的内存使用模型预估以及合理的分配内存，尽量让每次Minor GC后的对象都留着Survivor里，不要进入老年代，这个是你首先要优化的地方
新生代对象躲过多少次垃圾回收进入老年代
大家知道 一个对象连续躲过15次垃圾回收会自动的进入老年代
其实按照上面的内存运行模型来说，基本上20秒触发一次Minor GC ,也就是一个对象再新生代几分钟还没回收，它就会进入老年代
有写博客说，要把参数设置高一点 20 30 ，其实这种说法是不对的
因为你对这个参数考虑必须结合系统的运行模型来说，如果躲过了15次GC 都几分钟，如果一个对象几分钟都不回收，肯定是系统里@Service这类注解
所以谁，考虑问题，一定不要人云亦云，要结合运行原理，自己推演和思考，不同的业务系统还都是不一样的
其实这个参数你也可以适当的降低它的值，比如说降到5次，也就是一个对象能够躲过5次Minor GC,在新生代超过1分钟，尽快让他进入老年代，别再新生代里面占着内存了
总之，这个参数必是结合你的系统具体运行模型来考虑的，此时JVM参数如下
多大的对象直接进入老年代？
另外一个逻辑就是说，大对象可以直接进入老年代，因为大对象说明是要长期存活和使用的
比如在JVM里可能会缓存一些数据，这个一般可以结合自己系统中到底有没有创建大对象来决定的
但是一般来说，这个给他设置1MB足够，因为很少有对象超过1MB的大对象，如果有，可能是你提前分配的，大List之类的
此时JVM的参数如下
指定垃圾回收器
同时大家别忘记了要指定垃圾回收器，新生代使用ParNew,老年代使用CMS，如下JVM参数：
总结
其实大家看完这个案例，就可以直接去设置自己系统的JVM的参数了，看看你新生代的大小，老年代的大小，Eden和Survivor的大小，然后午估算一下你的系统运行模型
- 每秒占用多少内存？
- 多长时间触发一次Minor GC
- 一般Minor GC 后还有多少存活对象
- Survivor能放的下吗
- 会不会频繁因为Survivor放不下导致对象进入老年代？
- 会不会因为动态年龄判断规则进入老年代？
结尾
JVM实战一，这个是最基本的调优，所有的JVM调优都是根据业务估算来的
因为博主也是一个开发萌新 我也是一边学一边写 我有个目标就是一周 二到三篇 希望能坚持个一年吧 希望各位大佬多提意见，让我多学习，一起进步。
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正文到此结束
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