一、工具篇
要對我們的系統(tǒng)進行調(diào)優(yōu)命迈，首先需要知道我們的系統(tǒng)目前是什么樣子的，存在什么問題火的，jvm內(nèi)存是什么樣子壶愤，設(shè)定的jvm參數(shù)是什么樣子，用的垃圾收集器是什么馏鹤，只有知道這些信息征椒，才能進行下一步調(diào)優(yōu)，所以湃累，調(diào)優(yōu)第一步勃救，首先查看目前系統(tǒng)的情況，下面是幾個常用的工具
1治力、jmp命令
命令： jmap -histo 7800（進程號蒙秒，根據(jù)jps查看當(dāng)前系統(tǒng)進程號）>./log.txt (將內(nèi)存信息輸入到當(dāng)前目錄下txt文件)
文件如圖：
從這里面我們可以知道，在我們的系統(tǒng)中宵统，哪些對象實例是最多的税肪，占的內(nèi)存最大，后面我們進行調(diào)優(yōu)很有可能就是基于這些對象的特點進行調(diào)優(yōu)
2、內(nèi)存溢出生成當(dāng)時快照
‐XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError ‐XX:HeapDumpPath=D:\jvm.dump
這個命令是我們系統(tǒng)的黑匣子（對比飛機上的黑瞎子）益兄，它的作用是在系統(tǒng)oom發(fā)生得那一刻锻梳，記錄當(dāng)時系統(tǒng)得內(nèi)存信息，對象信息净捅，新生代老年代分配情況等等一系列信息疑枯，并輸出到指定文件，我們依靠dump文件導(dǎo)入到一些可視化工具蛔六，進而分析什么原因?qū)е碌胦om荆永。
3、Jstat命令
jstat -gc pid 最常用国章，可以評估程序內(nèi)存使用及GC壓力整體情況
如圖
如圖
jstat -gc pid 1000 10 (輸出10次具钥，每次間隔1秒)，這個可以很清晰得看到新生代液兽，老年代骂删，元空間的大小以及使用情況，能讓我們更好的的分析GC整體壓力以及性能瓶頸
4四啰、Jinfo 查看系統(tǒng)參數(shù)命令
jinfo -flags 進程id （查看運行中都jvm系統(tǒng)參數(shù)）
jinfo -sysprops 進程id 查看java系統(tǒng)參數(shù)
5宁玫、Arthas
這個是阿里開源的一個非常好用的在線診斷工具 ，他的功能非常強大柑晒，我們常用的命令有：
（1） dashboard 可以查看整個進程的運行情況欧瘪，線程、內(nèi)存匙赞、GC佛掖、運行環(huán)境信息
（2） thread 可以查看線程詳細情況
（3） thread加上線程ID 可以查看線程堆棧
（4） thread -b 可以查看線程死鎖
（5） jad加類的全名 可以反編譯，這樣可以方便我們查看線上代碼是否是正確的版本
這里我們只是簡單的羅列了一些常用的命令 在線文檔 ：https://arthas.aliyun.com/doc/ 具體我們可以參考文檔使用涌庭，其實筆者所在公司芥被，arthas作為基礎(chǔ)鏡像打入到了我們docker鏡像構(gòu)建中，所以我們每個容器都會自帶arthas,很方便對容器進行在線調(diào)試診斷脾猛，有興趣的同學(xué)不妨試試撕彤。
二鱼鸠、應(yīng)用篇
當(dāng)有了工具之后猛拴，我們就可以對系統(tǒng)進行評估，首先我們需要了解我們的服務(wù)器配置蚀狰，以及設(shè)定的java內(nèi)存大小愉昆，還有知道我們的系統(tǒng)采用的是什么來及收集器以及相關(guān)的參數(shù)配置，已筆者所在公司為例麻蹋，大部分系統(tǒng)都是用的cms垃圾收集器跛溉，這里我們回顧一下垃圾收集的整體過程
CMS整體流程圖
幾個階段：
1、初始標記：暫停所有的其他線程(STW)，并記錄下gc roots直接能引用的對象芳室，速度很快专肪。
2、并發(fā)標記 基于初始標記的對象堪侯，繼續(xù)向下延展標記嚎尤，應(yīng)用線程不會停，過程比較長伍宦，由于應(yīng)用線程不停芽死，已經(jīng)標記的對象狀態(tài)可能發(fā)生改變
3、重新標記 重新標記階段就是為了修正并發(fā)標記期間因為用戶程序繼續(xù)運行而導(dǎo)致標記產(chǎn)生變動的那一部分對象的標記記錄次洼，比初始標記長关贵，但遠遠沒有并發(fā)標記時間長。應(yīng)用線此階段暫停
4卖毁、并發(fā)清理 基于之前的標記清理垃圾對象 揖曾，應(yīng)用線程不暫停
5、并發(fā)重置 清理對象的標記 势篡，應(yīng)用線程不暫停
同手我們還要了解所用垃圾收集器的核心參數(shù)設(shè)定翩肌，因為，我們調(diào)優(yōu)很有可能涉及到垃圾器的調(diào)優(yōu)禁悠，主要就是對垃圾收集器的核心參數(shù)修改已cms為例
1念祭、-XX:+UseConcMarkSweepGC：啟用cms
2、-XX:ConcGCThreads：并發(fā)的GC線程數(shù)
3碍侦、-XX:+CMSScavengeBeforeRemark：在CMS GC前啟動一次minor gc粱坤，目的在于減少老年代對年輕代的引 用，降低CMS GC的標記階段時的開銷瓷产，一般CMS的GC耗時 80%都在標記階段
4站玄、.-XX:+CMSParallellnitialMarkEnabled：表示在初始標記的時候多線程執(zhí)行，縮短STW
5濒旦、-XX:+CMSParallelRemarkEnabled：在重新標記的時候多線程執(zhí)行株旷，縮短STW;
6、-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：多少次FullGC之后壓縮一次尔邓，默認是0晾剖，代表每次FullGC后都會壓縮一 次
7、-XX:+CMSScavengeBeforeRemark：在CMS GC前啟動一次minor gc梯嗽，目的在于減少老年代對年輕代的引 用齿尽，降低CMS GC的標記階段時的開銷，一般CMS的GC耗時 80%都在標記階段
那么我們熟悉了系統(tǒng)的內(nèi)存信息以及垃圾收集器之后還需要哪些信息灯节？
JVM運行情況預(yù)估
1循头、用 jstat gc -pid 命令可以計算出如下一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)绵估，有了這些數(shù)據(jù)就可以采用之前介紹過的優(yōu)化思路，先給自己的系統(tǒng)設(shè)置一些初始性的JVM參數(shù)卡骂，比如堆內(nèi)存大小国裳，年輕代大小，Eden和Survivor的比例全跨，老年代的大小躏救，大對象的閾值，大齡對象進入老年代的閾值等螟蒸。
2盒使、年輕代對象增長的速率 可以執(zhí)行命令 jstat -gc pid 1000 10 (每隔1秒執(zhí)行1次命令，共執(zhí)行10次)七嫌，通過觀察EU(eden區(qū)的使用)來估算每秒eden大概新增多少對象少办，如果系統(tǒng)負載不高，可以把頻率1秒換成1分鐘诵原，甚至10分鐘來觀察整體情況英妓。注意，一般系統(tǒng)可能有高峰期和日常期绍赛，所以需要在不同的時間分別估算不同情況下對象增長速率蔓纠。
3、Young GC的觸發(fā)頻率和每次耗時 知道年輕代對象增長速率我們就能推根據(jù)eden區(qū)的大小推算出Young GC大概多久觸發(fā)一次吗蚌，Young GC的平均耗時可以通過 YGCT/YGC公式算出腿倚，根據(jù)結(jié)果我們大概就能知道系統(tǒng)大概多久會因為Young GC的執(zhí)行而卡頓多久。
4蚯妇、每次Young GC后有多少對象存活和進入老年代 這個因為之前已經(jīng)大概知道Young GC的頻率敷燎，假設(shè)是每5分鐘一次，那么可以執(zhí)行命令 jstat -gc pid 300000 10 箩言，觀察每次結(jié)果eden硬贯，survivor和老年代使用的變化情況，在每次gc后eden區(qū)使用一般會大幅減少陨收，survivor和老年代都有可能增長饭豹，這些增長的對象就是每次Young GC后存活的對象，同時還可以看出每次Young GC后進去老年代大概多少對象务漩，從而可以推算出老年代對象增長速率拄衰。
5、Full GC的觸發(fā)頻率和每次耗時 知道了老年代對象的增長速率就可以推算出Full GC的觸發(fā)頻率了，F(xiàn)ull GC的每次耗時可以用公式 FGCT/FGC 計算得出谎势。
優(yōu)化思路其實簡單來說就是盡量讓每次Young GC后的存活對象小于Survivor區(qū)域的50%，都留存在年輕代里。盡量別讓對象進入老年代响逢。盡量減少Full GC的頻率旗唁，避免頻繁Full GC對JVM性能的影響。
觸發(fā)的full gc的幾個條件
1、老年代空間不足：新生代如果容量不足會將對象放到老年代源葫，老年代空間不足是會觸發(fā)full gc,通過-Xmn設(shè)置新生代大小，也可以通過-XX:NewRatio=n設(shè)置比例砖瞧，默認值是2息堂，老年代：新生代=》2:1
2、永久代空間不足：永久代在jdk7是存放在堆中的块促，可以通過-XX:PermSize=n和XX:MaxPermSize=n設(shè)置大荣堰。在jdk8中叫做元空間，使用的是計算機的本地內(nèi)存通過-XX:MaxMetaspaceSize=n設(shè)置大小竭翠，如果不設(shè)置振坚，默認最大內(nèi)存大小是計算機的本地內(nèi)存，由于運行時常量池在方法區(qū)中斋扰，而永久代又是方法區(qū)的實現(xiàn)渡八，所以運行時常量池隨著jdk8也移動到了本地內(nèi)存，但是無論是jdk7還是jdk8传货，字符串常量池還是在堆中屎鳍，字符串常量的創(chuàng)建是需要消耗堆內(nèi)存的
3、CMS 產(chǎn)生碎片過多已經(jīng)扛不住壓力了就會調(diào)用full gc進行整合：可以通過-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=n設(shè)置要執(zhí)行多少次full GC才會做壓縮问裕。默認是0逮壁，也就是每次full gc時就會對空間碎片進行整理，在默認配置下如果碎片過多CMS GC頂不住了粮宛，就要轉(zhuǎn)入full GC的時候都會做壓縮貌踏。(如果Full GC比較頻繁，那么就不能每次都整理內(nèi)存空間窟勃，不然積少成多祖乳，停頓的時間也是很可觀的，此時就要調(diào)大該參數(shù)秉氧，讓CMS在經(jīng)過多次Full GC后再對內(nèi)存空間進行壓縮整理,而如果Full GC發(fā)生的不頻繁眷昆，間隔時間較長，就可以設(shè)置成每次Full GC后都會對內(nèi)存空間進行壓縮整理汁咏，影響也不大亚斋。)
4、CMS GC時出現(xiàn)了promotion failed和concurrent mode failure：
（1）promotion failed意思是晉升失敗是由于新生代把一些對象往老年代扔攘滩，然后老年代空間不足則拋出“promotion failed”帅刊，觸發(fā)full gc，可能的原因是：Survivor空間過小或者老年代空間小或者碎片多漂问，或者兩者同時發(fā)生2赖瞒、concurrent mode failure是CMS設(shè)置啟動的老年代內(nèi)存占比閾值過高女揭，所以導(dǎo)致系統(tǒng)無法預(yù)留足夠的空間滿足程序需求，就會出現(xiàn)concurrent mode failure栏饮，啟動擔(dān)保機制吧兔，
5、老年代增長過快觸發(fā)full gc進行清理袍嬉，解決方法是降低觸發(fā)CMS的閥值境蔼，使用-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction調(diào)低閾值，默認值是68伺通，可以調(diào)到50
6箍土、統(tǒng)計得到新生代minor gc時晉升到老年代的平均大小大于老生代剩余空間：
原因有幾個：1、代碼問題大量大對象直接進入老年代 2罐监、老年代空間不足涮帘，通過-XX:NewRatio=n可以調(diào)整老年代和年輕的堆比例
7、代碼直接調(diào)用System.gc()會建議系統(tǒng)調(diào)用full gc：在GC日志中會顯示為[Full GC(System),可以開啟-XX:-DisableExplicitGC禁止此類full gc
三笑诅、對比篇
正常來說调缨，對jvm的優(yōu)化，并不是立桿見影的吆你，甚至一次調(diào)整并沒有效果弦叶，一般來說，如果我們的系統(tǒng)是分布式集群環(huán)境妇多，同一系統(tǒng)有多臺服務(wù)的話可以現(xiàn)在一兩臺機器上做調(diào)優(yōu)設(shè)定伤哺，基于調(diào)整過的服務(wù)容器運行情況和未調(diào)整過的容器情況做的對比分析。通過一段時間的對比分析來確定有沒有效果者祖。
