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一四敞、JVM優(yōu)化

1.1 即時(shí)編譯器JIT

??類編譯加載執(zhí)行過(guò)程：

??初始化完成后，類在調(diào)用執(zhí)行過(guò)程中简识，執(zhí)行引擎會(huì)把字節(jié)碼轉(zhuǎn)為機(jī)器碼赶掖，然后在操作系統(tǒng)中才能執(zhí)行。在字節(jié)碼轉(zhuǎn)換為機(jī)器碼的過(guò)程中七扰，虛擬機(jī)中還存在著一道編譯奢赂，那就是即時(shí)編譯。

??最初颈走，虛擬機(jī)中的字節(jié)碼是由解釋器（ Interpreter ）完成編譯的膳灶，當(dāng)虛擬機(jī)發(fā)現(xiàn)某個(gè)方法或代碼塊的運(yùn)行特別頻繁的時(shí)候，就會(huì)把這些代碼認(rèn)定為“熱點(diǎn)代碼”。

??為了提高熱點(diǎn)代碼的執(zhí)行效率轧钓，在運(yùn)行時(shí)序厉，即時(shí)編譯器（JIT）會(huì)把這些代碼編譯成與本地平臺(tái)相關(guān)的機(jī)器碼，并進(jìn)行各層次的優(yōu)化毕箍，然后保存到內(nèi)存中弛房。

即時(shí)編譯器類型

??在 HotSpot 虛擬機(jī)中庭再，內(nèi)置了兩個(gè) JIT，分別為 C1 編譯器和 C2 編譯器常拓，這兩個(gè)編譯器的編譯過(guò)程是不一樣的。

??C1 編譯器是一個(gè)簡(jiǎn)單快速的編譯器，主要的關(guān)注點(diǎn)在于局部性的優(yōu)化店枣，適用于執(zhí)行時(shí)間較短或?qū)?dòng)性能有要求的程序，例如逾柿，GUI 應(yīng)用對(duì)界面啟動(dòng)速度就有一定要求。

??C2 編譯器是為長(zhǎng)期運(yùn)行的服務(wù)器端應(yīng)用程序做性能調(diào)優(yōu)的編譯器斥难，適用于執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)或?qū)Ψ逯敌阅苡幸蟮某绦颉８鶕?jù)各自的適配性，這兩種即時(shí)編譯也被稱為 Client Compiler和 Server Compiler。

??在 Java7 之前，需要根據(jù)程序的特性來(lái)選擇對(duì)應(yīng)的 JIT纺且，虛擬機(jī)默認(rèn)采用解釋器和其中一個(gè)編譯器配合工作嫁艇。Java7 引入了分層編譯，這種方式綜合了 C1 的啟動(dòng)性能優(yōu)勢(shì)和 C2 的峰值性能優(yōu)勢(shì)，可以通過(guò)參數(shù) “-client”“-server” 強(qiáng)制指定虛擬機(jī)的即時(shí)編譯模式屠橄。

??在 Java8 中，默認(rèn)開(kāi)啟分層編譯，-client 和 -server 的設(shè)置已經(jīng)是無(wú)效的了劳翰。如果只想開(kāi)啟 C2敦锌，可以關(guān)閉分層編譯（-XX:-TieredCompilation），如果只想用 C1佳簸，可以在打開(kāi)分層編譯的同時(shí)乙墙，使用參數(shù)：-XX:TieredStopAtLevel=1。

??通過(guò) java -version 命令行可以直接查看到當(dāng)前系統(tǒng)使用的編譯模式生均。示例：

熱點(diǎn)探測(cè)

??在 HotSpot 虛擬機(jī)中的熱點(diǎn)探測(cè)是 JIT 優(yōu)化的條件听想，熱點(diǎn)探測(cè)是基于計(jì)數(shù)器的熱點(diǎn)探測(cè)，采用這種方法的虛擬機(jī)會(huì)為每個(gè)方法建立計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)方法的執(zhí)行次數(shù)马胧，如果執(zhí)行次數(shù)超過(guò)一定的閾值就認(rèn)為它是“熱點(diǎn)方法” 汉买。

??虛擬機(jī)為每個(gè)方法準(zhǔn)備了兩類計(jì)數(shù)器：方法調(diào)用計(jì)數(shù)器（Invocation Counter）和回邊計(jì)數(shù)器（Back Edge Counter）。在確定虛擬機(jī)運(yùn)行參數(shù)的前提下佩脊，這兩個(gè)計(jì)數(shù)器都有一個(gè)確定的閾值蛙粘，當(dāng)計(jì)數(shù)器超過(guò)閾值溢出了，就會(huì)觸發(fā) JIT 編譯威彰。

方法調(diào)用計(jì)數(shù)器?

用于統(tǒng)計(jì)方法被調(diào)用的次數(shù)出牧，方法調(diào)用計(jì)數(shù)器的默認(rèn)閾值在 C1 模式下是1500 次，在 C2 模式在是 10000 次歇盼，可通過(guò) -XX: CompileThreshold 來(lái)設(shè)定舔痕；而在分層

編譯的情況下，-XX: CompileThreshold 指定的閾值將失效，此時(shí)將會(huì)根據(jù)當(dāng)前待編譯的方法數(shù)以及編譯線程數(shù)來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整伯复。當(dāng)方法計(jì)數(shù)器和回邊計(jì)數(shù)器之和超過(guò)方法計(jì)數(shù)器閾值時(shí)盈咳，就會(huì)觸發(fā) JIT 編譯器。

回邊計(jì)數(shù)器?

用于統(tǒng)計(jì)一個(gè)方法中循環(huán)體代碼執(zhí)行的次數(shù)边翼，在字節(jié)碼中遇到控制流向后跳轉(zhuǎn)的指令稱為“回邊”（Back Edge）鱼响，該值用于計(jì)算是否觸發(fā) C1 編譯的閾值，在不開(kāi)啟分層編譯的情況下组底，C1 默認(rèn)為 13995丈积，C2 默認(rèn)為 10700，可通過(guò) -XX:

OnStackReplacePercentage=N 來(lái)設(shè)置债鸡；而在分層編譯的情況下江滨，-XX:

OnStackReplacePercentage 指定的閾值同樣會(huì)失效，此時(shí)將根據(jù)當(dāng)前待編譯的方法數(shù)以及編譯線程數(shù)來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整厌均。

編譯優(yōu)化技術(shù)

??JIT 編譯運(yùn)用了一些經(jīng)典的編譯優(yōu)化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)代碼的優(yōu)化唬滑，即通過(guò)一些例行檢查優(yōu)化，可以智能地編譯出運(yùn)行時(shí)的最優(yōu)性能代碼棺弊。

方法內(nèi)聯(lián)?

方法內(nèi)聯(lián)的優(yōu)化行為就是把目標(biāo)方法的代碼復(fù)制到發(fā)起調(diào)用的方法之中晶密，避免發(fā)生真實(shí)的方法調(diào)用。示例：

//原有代碼private int add1(int x1, int x2, int x3, int x4) {

returnadd2(x1,x2)+add2(x3,x4);}private int add2(int x1, int x2) {

returnx1+x2;}//優(yōu)化后代碼private int add1(int x1, int x2, int x3, int x4) {

returnx1+x2+x3+x4;}

??JVM 會(huì)自動(dòng)識(shí)別熱點(diǎn)方法模她，并對(duì)它們使用方法內(nèi)聯(lián)進(jìn)行優(yōu)化稻艰。可以通過(guò) -XX:CompileThreshold 來(lái)設(shè)置熱點(diǎn)方法的閾值侈净。但要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)尊勿，熱點(diǎn)方法不一定會(huì)被 JVM做內(nèi)聯(lián)優(yōu)化，如果這個(gè)方法體太大了畜侦，JVM 將不執(zhí)行內(nèi)聯(lián)操作元扔。而方法體的大小閾值，我們也可以通過(guò)參數(shù)設(shè)置來(lái)優(yōu)化：

經(jīng)常執(zhí)行的方法旋膳，默認(rèn)情況下澎语，方法體大小小于 325 字節(jié)的都會(huì)進(jìn)行內(nèi)聯(lián)，我們可以通過(guò) -XX:MaxFreqInlineSize=N 來(lái)設(shè)置大小值溺忧；

不是經(jīng)常執(zhí)行的方法咏连，默認(rèn)情況下，方法大小小于 35 字節(jié)才會(huì)進(jìn)行內(nèi)聯(lián)鲁森，我們也可以通過(guò) -XX:MaxInlineSize=N 來(lái)重置大小值祟滴。

??熱點(diǎn)方法的優(yōu)化可以有效提高系統(tǒng)性能，一般可以通過(guò)以下幾種方式來(lái)提高方法內(nèi)聯(lián)：

通過(guò)設(shè)置 JVM 參數(shù)來(lái)減小熱點(diǎn)閾值或增加方法體閾值歌溉，以便更多的方法可以進(jìn)行內(nèi)聯(lián)垄懂，但這種方法意味著需要占用更多地內(nèi)存骑晶；

在編程中，避免在一個(gè)方法中寫(xiě)大量代碼草慧，習(xí)慣使用小方法體桶蛔；

盡量使用 final、private漫谷、static 關(guān)鍵字修飾方法仔雷，編碼方法因?yàn)槔^承，會(huì)需要額外的類型檢查舔示。

逃逸分析

??逃逸分析（Escape Analysis）是判斷一個(gè)對(duì)象是否被外部方法引用或外部線程訪問(wèn)的分析技術(shù)碟婆，編譯器會(huì)根據(jù)逃逸分析的結(jié)果對(duì)代碼進(jìn)行優(yōu)化。

棧上分配?

在 Java 中默認(rèn)創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象是在堆中分配內(nèi)存的惕稻，而當(dāng)堆內(nèi)存中的對(duì)象不再使用時(shí)竖共，則需要通過(guò)垃圾回收機(jī)制回收，這個(gè)過(guò)程相對(duì)分配在棧中的對(duì)象的創(chuàng)建和銷(xiāo)毀來(lái)說(shuō)俺祠，更消耗時(shí)間和性能公给。這個(gè)時(shí)候，逃逸分析如果發(fā)現(xiàn)一個(gè)對(duì)象只在方法中使用蜘渣，就會(huì)將對(duì)象分配在棧上淌铐。

標(biāo)量替換?

逃逸分析證明一個(gè)對(duì)象不會(huì)被外部訪問(wèn)，如果這個(gè)對(duì)象可以被拆分的話宋梧，當(dāng)程序真正執(zhí)行的時(shí)候可能不創(chuàng)建這個(gè)對(duì)象匣沼，而直接創(chuàng)建它的成員變量來(lái)代替。將對(duì)象拆分后捂龄，可以分配對(duì)象的成員變量在棧或寄存器上加叁，原本的對(duì)象就無(wú)需分配內(nèi)存空間了倦沧。這種編譯優(yōu)化就叫做標(biāo)量替換。

總結(jié)?

可以通過(guò)設(shè)置 JVM 參數(shù)來(lái)開(kāi)關(guān)逃逸分析它匕，還可以單獨(dú)開(kāi)關(guān)同步消除和標(biāo)量替換展融，在JDK1.8 中 JVM 是默認(rèn)開(kāi)啟這些操作：

-XX:+DoEscapeAnalysis開(kāi)啟逃逸分析（jdk1.8默認(rèn)開(kāi)啟，其它版本未測(cè)試）-XX:-DoEscapeAnalysis關(guān)閉逃逸分析-XX:+EliminateLocks開(kāi)啟鎖消除（jdk1.8默認(rèn)開(kāi)啟豫柬，其它版本未測(cè)試）-XX:-EliminateLocks關(guān)閉鎖消除-XX:+EliminateAllocations開(kāi)啟標(biāo)量替換（jdk1.8默認(rèn)開(kāi)啟告希，其它版本未測(cè)試）-XX:-EliminateAllocations關(guān)閉就可以了

1.2 優(yōu)化垃圾回收機(jī)制

??可以通過(guò) JVM 工具查詢當(dāng)前 JVM 使用的垃圾收集器類型，首先通過(guò) ps 命令查詢出經(jīng)常 ID烧给，再通過(guò) jmap -heap ID 查詢出 JVM 的配置信息燕偶，其中就包括垃圾收集器的設(shè)置類型。示例：

??GC 性能衡量指標(biāo)的一些指標(biāo)：

1础嫡、吞吐量?

這里的吞吐量是指應(yīng)用程序所花費(fèi)的時(shí)間和系統(tǒng)總運(yùn)行時(shí)間的比值指么。我們可以按照這個(gè)公式來(lái)計(jì)算 GC 的吞吐量：系統(tǒng)總運(yùn)行時(shí)間 = 應(yīng)用程序耗時(shí) +GC 耗時(shí)酝惧。如果系統(tǒng)運(yùn)行了 100 分鐘，GC 耗時(shí) 1 分鐘伯诬，則系統(tǒng)吞吐量為 99%晚唇。GC 的吞吐量一般不能低于95%。

2盗似、停頓時(shí)間?

指垃圾收集器正在運(yùn)行時(shí)哩陕，應(yīng)用程序的暫停時(shí)間。對(duì)于串行回收器而言赫舒，停頓時(shí)間可能會(huì)比較長(zhǎng)悍及；而使用并發(fā)回收器，由于垃圾收集器和應(yīng)用程序交替運(yùn)行号阿，程序的停頓時(shí)間就會(huì)變短并鸵，但其效率很可能不如獨(dú)占垃圾收集器，系統(tǒng)的吞吐量也很可能會(huì)降低扔涧。

3园担、垃圾回收頻率?

多久發(fā)生一次指垃圾回收呢？通常垃圾回收的頻率越低越好枯夜，增大堆內(nèi)存空間可以有效降低垃圾回收發(fā)生的頻率弯汰，但同時(shí)也意味著堆積的回收對(duì)象越多，最終也會(huì)增加回收時(shí)的停頓時(shí)間湖雹。所以我們只要適當(dāng)?shù)卦龃蠖褍?nèi)存空間咏闪，保證正常的垃圾回收頻率即可。

??查看JVM日志的幾種參數(shù)設(shè)置：

-XX:+PrintGC 輸出 GC 日志-XX:+PrintGCDetails 輸出 GC 的詳細(xì)日志-XX:+PrintGCTimeStamps 輸出 GC 的時(shí)間戳（以基準(zhǔn)時(shí)間的形式）-XX:+PrintGCDateStamps 輸出 GC 的時(shí)間戳（以日期的形式摔吏，如2013-05-04T21:53:59.234+0800）-XX:+PrintHeapAtGC 在進(jìn)行 GC 的前后打印出堆的信息-Xloggc:../logs/gc.log 日志文件的輸出路徑

??幾種常用的 GC 調(diào)優(yōu)策略：

1鸽嫂、降低 Minor GC 頻率?

通常情況下，由于新生代空間較小征讲，Eden 區(qū)很快被填滿据某，就會(huì)導(dǎo)致頻繁 Minor GC，因此可以通過(guò)增大新生代空間來(lái)降低 Minor GC 的頻率诗箍。

單次 Minor GC 時(shí)間是由兩部分組成：T1（掃描新生代）和 T2（復(fù)制存活對(duì)象）癣籽。假設(shè)一個(gè)對(duì)象在 Eden 區(qū)的存活時(shí)間為 500ms，Minor GC 的時(shí)間間隔是 300ms滤祖，那么正常情況下筷狼，Minor GC 的時(shí)間為 ：T1+T2。

當(dāng)我們?cè)龃笮律臻g匠童，Minor GC 的時(shí)間間隔可能會(huì)擴(kuò)大到 600ms埂材，此時(shí)一個(gè)存活500ms 的對(duì)象就會(huì)在 Eden 區(qū)中被回收掉，此時(shí)就不存在復(fù)制存活對(duì)象了俏让，所以再發(fā)生Minor GC 的時(shí)間為：兩次掃描新生代楞遏，即 2T1茬暇。可見(jiàn)寡喝，擴(kuò)容后糙俗，Minor GC 時(shí)增加了 T1，但省去了 T2 的時(shí)間预鬓。通常在虛擬機(jī)中巧骚，復(fù)制對(duì)象的成本要遠(yuǎn)高于掃描成本。

如果在堆內(nèi)存中存在較多的長(zhǎng)期存活的對(duì)象格二，此時(shí)增加年輕代空間劈彪，反而會(huì)增加 Minor GC的時(shí)間。如果堆中的短期對(duì)象很多顶猜，那么擴(kuò)容新生代沧奴，單次 Minor GC 時(shí)間不會(huì)顯著增加。因此长窄，單次 Minor GC 時(shí)間更多取決于 GC 后存活對(duì)象的數(shù)量滔吠，而非 Eden 區(qū)的大小。

2挠日、降低 Full GC 的頻率?

通常情況下疮绷，由于堆內(nèi)存空間不足或老年代對(duì)象太多，會(huì)觸發(fā) Full GC嚣潜，頻繁的 Full GC 會(huì)帶來(lái)上下文切換冬骚，增加系統(tǒng)的性能開(kāi)銷(xiāo)。常見(jiàn)的方法：

減少創(chuàng)建大對(duì)象?

例如懂算，可能有一個(gè)一次性查詢出 60 個(gè)字段的業(yè)務(wù)操作只冻，這種大對(duì)象如果超過(guò)年輕代最大對(duì)象閾值，會(huì)被直接創(chuàng)建在老年代计技；即使被創(chuàng)建在了年輕代属愤，由于年輕代的內(nèi)存空間有限，通過(guò) Minor GC 之后也會(huì)進(jìn)入到老年代酸役。這種大對(duì)象很容易產(chǎn)生較多

的 Full GC。

此時(shí)驾胆，可以將這種大對(duì)象拆解出來(lái)涣澡，首次只查詢一些比較重要的字段，如果還需要其它字段輔助查看丧诺，再通過(guò)第二次查詢顯示剩余的字段入桂。

增大堆內(nèi)存空間?

在堆內(nèi)存不足的情況下，增大堆內(nèi)存空間驳阎，且設(shè)置初始化堆內(nèi)存為最大堆內(nèi)存抗愁，也可以降低 Full GC 的頻率馁蒂。

3、選擇合適的 GC 回收器

??假設(shè)有這樣一個(gè)需求蜘腌，要求每次操作的響應(yīng)時(shí)間必須在 500ms 以內(nèi)沫屡。這個(gè)時(shí)候我們一般會(huì)選擇響應(yīng)速度較快的 GC 回收器，CMS（Concurrent Mark Sweep）回收器和 G1 回收器都是不錯(cuò)的選擇撮珠。

??而當(dāng)需求對(duì)系統(tǒng)吞吐量有要求時(shí)沮脖，就可以選擇 Parallel Scavenge 回收器來(lái)提高系統(tǒng)的吞吐量。

總結(jié)?：垃圾收集器的種類很多芯急，我們可以將其分成兩種類型勺届，一種是響應(yīng)速度快，一種是吞吐量高娶耍。通常情況下免姿，CMS 和 G1 回收器的響應(yīng)速度快，Parallel Scavenge 回收器的吞吐量高榕酒。

??在 JDK1.8 環(huán)境下胚膊，默認(rèn)使用的是 Parallel Scavenge（年輕代）+Serial Old（老年代）垃圾收集器，你可以通過(guò)文中介紹的查詢 JVM 的 GC 默認(rèn)配置方法進(jìn)行查看奈应。

??通常情況澜掩，JVM 是默認(rèn)垃圾回收優(yōu)化的，在沒(méi)有性能衡量標(biāo)準(zhǔn)的前提下杖挣，盡量避免修改GC 的一些性能配置參數(shù)肩榕。如果一定要改，那就必須基于大量的測(cè)試結(jié)果或線上的具體性能來(lái)進(jìn)行調(diào)整惩妇。

1.3 優(yōu)化JVM內(nèi)存分配

??JVM 內(nèi)存分配不合理最直接的表現(xiàn)就是頻繁的 GC株汉，這會(huì)導(dǎo)致上下文切換等性能問(wèn)題，從而降低系統(tǒng)的吞吐量歌殃、增加系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間乔妈。因此，如果你在線上環(huán)境或性能測(cè)試時(shí)氓皱，發(fā)現(xiàn)頻繁的 GC路召，且是正常的對(duì)象創(chuàng)建和回收，這個(gè)時(shí)候就需要考慮調(diào)整 JVM 內(nèi)存分配了波材，從而減少 GC 所帶來(lái)的性能開(kāi)銷(xiāo)股淡。

??當(dāng)新建一個(gè)對(duì)象時(shí)，對(duì)象會(huì)被優(yōu)先分配到新生代的 Eden 區(qū)中廷区，這時(shí)虛擬機(jī)會(huì)給對(duì)象定義一個(gè)對(duì)象年齡計(jì)數(shù)器（通過(guò)參數(shù) -XX:MaxTenuringThreshold 設(shè)置）唯灵。

??同時(shí)，也有另外一種情況隙轻，當(dāng) Eden 空間不足時(shí)埠帕，虛擬機(jī)將會(huì)執(zhí)行一個(gè)新生代的垃圾回收（Minor GC）垢揩。這時(shí) JVM 會(huì)把存活的對(duì)象轉(zhuǎn)移到 Survivor 中，并給對(duì)象的年齡 +1敛瓷。對(duì)象在 Survivor 中同樣也會(huì)經(jīng)歷 MinorGC叁巨，每經(jīng)過(guò)一次 MinorGC，對(duì)象的年齡將會(huì) +1琐驴。

??當(dāng)然了俘种，內(nèi)存空間也是有設(shè)置閾值的，可以通過(guò)參數(shù) -XX:PetenureSizeThreshold 設(shè)置直接被分配到老年代的最大對(duì)象绝淡，這時(shí)如果分配的對(duì)象超過(guò)了設(shè)置的閥值宙刘，對(duì)象就會(huì)直接被分配到老年代，這樣做的好處就是可以減少新生代的垃圾回收牢酵。

??在默認(rèn)不配置 JVM 堆內(nèi)存大小的情況下悬包，JVM 根據(jù)默認(rèn)值來(lái)配置當(dāng)前內(nèi)存大小，示例：

??可以得知在這臺(tái)機(jī)器上啟動(dòng)的 JVM 默認(rèn)最大堆內(nèi)存為 1953MB馍乙，初始化大小為 124MB布近。

??在 JDK1.7 中，默認(rèn)情況下年輕代和老年代的比例是 1:2丝格，我們可以通過(guò)–XX:NewRatio 重置該配置項(xiàng)撑瞧。年輕代中的 Eden 和 To Survivor、From Survivor 的比例是 8:1:1显蝌，可以通過(guò) -XX:SurvivorRatio 重置該配置項(xiàng)预伺。

??在 JDK1.7 中如果開(kāi)啟了 -XX:+UseAdaptiveSizePolicy 配置項(xiàng)，JVM 將會(huì)動(dòng)態(tài)調(diào)整 Java堆中各個(gè)區(qū)域的大小以及進(jìn)入老年代的年齡曼尊，–XX:NewRatio 和 -XX:SurvivorRatio 將會(huì)失效酬诀，而 JDK1.8 是默認(rèn)開(kāi)啟 -XX:+UseAdaptiveSizePolicy 配置項(xiàng)的。

??可以提供一些具體的調(diào)優(yōu)方向的指標(biāo)：

1骆撇、GC 頻率?

高頻的 FullGC 會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)非常大的性能消耗瞒御，雖然 MinorGC 相對(duì) FullGC 來(lái)說(shuō)好了許多，但過(guò)多的 MinorGC 仍會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)壓力神郊。

2肴裙、內(nèi)存?

這里的內(nèi)存指的是堆內(nèi)存大小，堆內(nèi)存又分為年輕代內(nèi)存和老年代內(nèi)存涌乳。首先我們要分析堆內(nèi)存大小是否合適践宴，其實(shí)是分析年輕代和老年代的比例是否合適。如果內(nèi)存不足或分配不均勻爷怀，會(huì)增加 FullGC，嚴(yán)重的將導(dǎo)致 CPU 持續(xù)爆滿带欢，影響系統(tǒng)性能运授。

3烤惊、吞吐量?

頻繁的 FullGC 將會(huì)引起線程的上下文切換，增加系統(tǒng)的性能開(kāi)銷(xiāo)吁朦，從而影響每次處理的線程請(qǐng)求柒室，最終導(dǎo)致系統(tǒng)的吞吐量下降。

4逗宜、延時(shí)?

JVM 的 GC 持續(xù)時(shí)間也會(huì)影響到每次請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間雄右。

??具體調(diào)優(yōu)方法：

1、調(diào)整堆內(nèi)存空間減少 FullGC

??如果堆內(nèi)存基本被用完了纺讲，而且存在大量FullGC擂仍，這意味著堆內(nèi)存嚴(yán)重不足，這個(gè)時(shí)候需要調(diào)大堆內(nèi)存空間：

java-jar-Xms4g-Xmx4gheapTest-0.0.1-SNAPSHOT.jar

2熬甚、調(diào)整年輕代減少 MinorGC

??可以將年輕代設(shè)置得大一些逢渔，從而減少一些MinorGC：

java-jar-Xms4g-Xmx4g-Xmn3gheapTest-0.0.1-SNAPSHOT.jar

3、設(shè)置 Eden乡括、Survivor 區(qū)比例

??在 JVM 中肃廓，如果開(kāi)啟 AdaptiveSizePolicy，則每次 GC后都會(huì)重新計(jì)算 Eden诲泌、From Survivor 和 To Survivor 區(qū)的大小盲赊，計(jì)算依據(jù)是 GC 過(guò)程中統(tǒng)計(jì)的 GC 時(shí)間、吞吐量敷扫、內(nèi)存占用量哀蘑。這個(gè)時(shí)候 SurvivorRatio 默認(rèn)設(shè)置的比例會(huì)失效。

??在 JDK1.8 中呻澜，默認(rèn)是開(kāi)啟 AdaptiveSizePolicy 的递礼，我們可以通過(guò) -XX:-UseAdaptiveSizePolicy 關(guān)閉該項(xiàng)配置，或顯示運(yùn)行 -XX:SurvivorRatio=8 將 Eden羹幸、Survivor 的比例設(shè)置為 8:2脊髓。大部分新對(duì)象都是在 Eden 區(qū)創(chuàng)建的，我們可以固定 Eden 區(qū)的占用比例栅受，來(lái)調(diào)優(yōu) JVM 的內(nèi)存分配性能将硝。

總結(jié)?：JVM 內(nèi)存調(diào)優(yōu)通常和 GC 調(diào)優(yōu)是互補(bǔ)的。

1.4 如何內(nèi)存持續(xù)上升問(wèn)題

??平時(shí)排查內(nèi)存性能瓶頸時(shí)屏镊，往往需要用到一些 Linux 命令行或者 JDK 工具來(lái)輔助我們監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或者虛擬機(jī)內(nèi)存的使用情況依疼。

1、top?

top 命令可以實(shí)時(shí)顯示正在執(zhí)行進(jìn)程的 CPU 使用率而芥、內(nèi)存使用率以及系統(tǒng)負(fù)載等信息律罢。其中上半部分顯示的是系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)信息，下半部分顯示的是進(jìn)程的使用率統(tǒng)計(jì)信息。示例：

除了簡(jiǎn)單的 top 之外误辑，還可以通過(guò) top -Hp pid 查看具體線程使用系統(tǒng)資源情況：

2沧踏、vmstat?

vmstat 是一款指定采樣周期和次數(shù)的功能性監(jiān)測(cè)工具，它不僅可以統(tǒng)計(jì)內(nèi)存的使用情況巾钉，還可以觀測(cè)到 CPU 的使用率翘狱、swap 的使用情況。但 vmstat 一般很少用來(lái)查看內(nèi)存的使用情況砰苍，而是經(jīng)常被用來(lái)觀察進(jìn)程的上下文切換潦匈。示例：

r：等待運(yùn)行的進(jìn)程數(shù)；

b：處于非中斷睡眠狀態(tài)的進(jìn)程數(shù)赚导；

swpd：虛擬內(nèi)存使用情況茬缩；

free：空閑的內(nèi)存；

buff：用來(lái)作為緩沖的內(nèi)存數(shù)辟癌；

si：從磁盤(pán)交換到內(nèi)存的交換頁(yè)數(shù)量寒屯；

so：從內(nèi)存交換到磁盤(pán)的交換頁(yè)數(shù)量；

bi：發(fā)送到塊設(shè)備的塊數(shù)黍少；

bo：從塊設(shè)備接收到的塊數(shù)寡夹；

in：每秒中斷數(shù)；

cs：每秒上下文切換次數(shù)厂置；

us：用戶 CPU 使用時(shí)間菩掏；

sy：內(nèi)核 CPU 系統(tǒng)使用時(shí)間；

id：空閑時(shí)間昵济；

wa：等待 I/O 時(shí)間智绸；

st：運(yùn)行虛擬機(jī)竊取的時(shí)間。

3访忿、pidstat

3瞧栗、pidstat

??之前的 top 和 vmstat 兩個(gè)命令都是監(jiān)測(cè)進(jìn)程的內(nèi)存、CPU 以及 I/O 使用情況海铆，而 pidstat 命令則是深入到線程級(jí)別迹恐。

??通過(guò) pidstat -help 命令，可以查看到有以下幾個(gè)常用的參數(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)線程的性能：

??常用參數(shù)：

-u：默認(rèn)的參數(shù)卧斟，顯示各個(gè)進(jìn)程的 cpu 使用情況殴边；

-r：顯示各個(gè)進(jìn)程的內(nèi)存使用情況；

-d：顯示各個(gè)進(jìn)程的 I/O 使用情況珍语；

-w：顯示每個(gè)進(jìn)程的上下文切換情況锤岸；

-p：指定進(jìn)程號(hào)；

-t：顯示進(jìn)程中線程的統(tǒng)計(jì)信息板乙。

??可以通過(guò)相關(guān)命令（例如 ps 或 jps）查詢到相關(guān)進(jìn)程 ID是偷，再運(yùn)行以下命令來(lái)監(jiān)測(cè)該進(jìn)程的內(nèi)存使用情況：

??pidstat 的參數(shù) -p 用于指定進(jìn)程 ID，-r 表示監(jiān)控內(nèi)存的使用情況，1 表示每秒的意思晓猛，3 則表示采樣次數(shù)饿幅。

??上圖中幾個(gè)結(jié)果的意義：

Minflt/s：任務(wù)每秒發(fā)生的次要錯(cuò)誤，不需要從磁盤(pán)中加載頁(yè)戒职；

Majflt/s：任務(wù)每秒發(fā)生的主要錯(cuò)誤，需要從磁盤(pán)中加載頁(yè)透乾；

VSZ：虛擬地址大小洪燥，虛擬內(nèi)存使用 KB；

RSS：常駐集合大小乳乌，非交換區(qū)內(nèi)存使用 KB捧韵。

4、jstat

4汉操、jstat

??jstat 可以監(jiān)測(cè) Java 應(yīng)用程序的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況再来，包括堆內(nèi)存信息以及垃圾回收信息。

??一個(gè)常用功能磷瘤，如何使用 jstat 查看堆內(nèi)存的使用情況芒篷。可以用 jstat -gc pid 查看：

S0C：年輕代中 To Survivor 的容量（單位 KB）采缚；

S1C：年輕代中 From Survivor 的容量（單位 KB）针炉；

S0U：年輕代中 To Survivor 目前已使用空間（單位 KB）；

S1U：年輕代中 From Survivor 目前已使用空間（單位 KB）扳抽；

EC：年輕代中 Eden 的容量（單位 KB）篡帕；

EU：年輕代中 Eden 目前已使用空間（單位 KB）；

OC：Old 代的容量（單位 KB）贸呢；

OU：Old 代目前已使用空間（單位 KB）镰烧；

MC：Metaspace 的容量（單位 KB）；

MU：Metaspace 目前已使用空間（單位 KB）楞陷；

YGC：從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí)年輕代中 gc 次數(shù)怔鳖；

YGCT：從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí)年輕代中 gc 所用時(shí)間 (s)；

FGC：從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí) old 代（全 gc）gc 次數(shù)猜谚；

FGCT：從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí) old 代（全 gc）gc 所用時(shí)間 (s)败砂；

GCT：從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí) gc 用的總時(shí)間 (s)。

5魏铅、jstack?

最常用的功能就是使用 jstack pid 命令查看線程的堆棧信息昌犹，通常會(huì)結(jié)合 top -Hp pid 或 pidstat -p pid -t 一起查看具體線程的狀態(tài)，也經(jīng)常用來(lái)排查一些死鎖的異常览芳。

每個(gè)線程堆棧的信息中斜姥，都可以查看到線程 ID、線程的狀態(tài)（wait、sleep铸敏、running 等狀態(tài)）以及是否持有鎖等缚忧。

6、jmap?

可以使用 jmap 輸出堆內(nèi)存中的對(duì)象信息杈笔，包括產(chǎn)生了哪些對(duì)象闪水，對(duì)象數(shù)量多少等。

可以用 jmap 來(lái)查看堆內(nèi)存初始化配置信息以及堆內(nèi)存的使用情況：

可以使用 jmap -histo[:live] pid 查看堆內(nèi)存中的對(duì)象數(shù)目蒙具、大小統(tǒng)計(jì)直方圖球榆，如果帶上 live 則只統(tǒng)計(jì)活對(duì)象：

可以通過(guò) jmap 命令把堆內(nèi)存的使用情況 dump 到文件中：

??平時(shí)遇到的內(nèi)存溢出問(wèn)題一般分為兩種，一種是由于大峰值下沒(méi)有限流禁筏，瞬間創(chuàng)建大量對(duì)象而導(dǎo)致的內(nèi)存溢出持钉；另一種則是由于內(nèi)存泄漏而導(dǎo)致的內(nèi)存溢出。使用限流篱昔，一般就可以解決第一種內(nèi)存溢出問(wèn)題每强，但其實(shí)很多時(shí)候，內(nèi)存溢出往往是內(nèi)存泄漏導(dǎo)致的州刽，這種問(wèn)題就是程序的 BUG空执，需要及時(shí)找到問(wèn)題代碼。

二怀伦、設(shè)計(jì)模式優(yōu)化

2.1 原型模式與享元模式優(yōu)化

??原型模式和享元模式脆烟，前者是在創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例時(shí)，對(duì)創(chuàng)建過(guò)程的性能進(jìn)行調(diào)優(yōu)房待；后者是用減少創(chuàng)建實(shí)例的方式邢羔，來(lái)調(diào)優(yōu)系統(tǒng)性能。

??它們的使用是分場(chǎng)景的桑孩。在有些場(chǎng)景下拜鹤，我們需要重復(fù)創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例，例如在循環(huán)體中賦值一個(gè)對(duì)象流椒，此時(shí)我們就可以采用原型模式來(lái)優(yōu)化對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程敏簿；而在有些場(chǎng)景下，我們則可以避免重復(fù)創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例宣虾，在內(nèi)存中共享對(duì)象就好了

??要實(shí)現(xiàn)一個(gè)原型類惯裕，需要具備三個(gè)條件：

實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口重寫(xiě) Object 類中的clone方法在重寫(xiě)的clone方法中調(diào)用 super.clone()

??其實(shí)深拷貝就是基于淺拷貝來(lái)遞歸實(shí)現(xiàn)具體的每個(gè)對(duì)象。

??在一些重復(fù)創(chuàng)建對(duì)象的場(chǎng)景下绣硝，我們就可以使用原型模式來(lái)提高對(duì)象的創(chuàng)建性能蜻势。如循環(huán)體內(nèi)創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，我們就可以考慮用 clone 的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)鹉胖，示例：

for(inti=0;i<list.size();i++){

Studentstu=newStudent();...}//可以優(yōu)化為：Studentstu=newStudent();for(inti=0;i<list.size();i++){

Studentstu1=(Student)stu.clone();...}

??享元模式是運(yùn)用共享技術(shù)有效地最大限度地復(fù)用細(xì)粒度對(duì)象的一種模式握玛。該模式中够傍，以對(duì)象的信息狀態(tài)劃分，可以分為內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)挠铲。內(nèi)部數(shù)據(jù)是對(duì)象可以共享出來(lái)的信息冕屯，這些信息不會(huì)隨著系統(tǒng)的運(yùn)行而改變；外部數(shù)據(jù)則是在不同運(yùn)行時(shí)被標(biāo)記了不同的值拂苹。

??享元模式在實(shí)際開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用也非常廣泛安聘。例如 Java 的 String 字符串，在一些字符串常量中瓢棒，會(huì)共享常量池中字符串對(duì)象搞挣，從而減少重復(fù)創(chuàng)建相同值對(duì)象，占用內(nèi)存空間音羞。

2.2 裝飾器模式優(yōu)化電商系統(tǒng)中復(fù)雜的商品價(jià)格策略

??裝飾器模式主要用來(lái)優(yōu)化業(yè)務(wù)的復(fù)雜度，它不僅簡(jiǎn)化了業(yè)務(wù)代碼仓犬，還優(yōu)化了業(yè)務(wù)代碼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)嗅绰，使得整個(gè)業(yè)務(wù)邏輯清晰、易讀易懂搀继。通常窘面，裝飾器模式用于擴(kuò)展一個(gè)類的功能，且支持動(dòng)態(tài)添加和刪除類的功能叽躯。在裝飾器模式中财边，裝飾類和被裝飾類都只關(guān)心自身的業(yè)務(wù)，不相互干擾点骑，真正實(shí)現(xiàn)了解耦酣难。