如何合理的规划JVM性能调优

JVM性能调优涉及到方方面面的取舍，往往是牵一发而动全身，需要全盘考虑各方面的影响。但也有一些基础的理论和原则，理解这些理论并遵循这些原则会让你的性能调优任务将会更加轻松。为了更好的理解本篇所介绍的内容。你需要已经了解和遵循以下内容:

1、已了解jvm 垃圾收集器

2、已了解jvm 性能监控常用工具

3、能够读懂gc日志

4、确信不为了调优而调优，jvm调优不能解决一切性能问题

如果对这些不了解不建议读本篇文章。

本篇文章基于jvm性能调优，结合jvm的各项参数对应用程序调优，主要内容有以下几个方面：

1、jvm调优的一般流程

2、jvm调优所要关注的几个性能指标

3、jvm调优需要掌握的一些原则

4、调优策略&示例

一、性能调优的层次

为了提升系统性能，我们需要对系统的各个角度和层次来进行优化，以下是需要优化的几个层次。

从上面我们可以看到，除了jvm调优以外，还有其他几个层面需要来处理，所以针对系统的调优不是只有jvm调优一项，而是需要针对系统来整体调优，才能提升系统的性能。本篇只针对jvm调优来讲解，其他几个方面，后续再介绍。

在进行jvm调优之前，我们假设项目的架构调优和代码调优已经进行过或者是针对当前项目是最优的。这两个是jvm调优的基础，并且架构调优是对系统影响最大的 ，我们不能指望一个系统架构有缺陷或者代码层次优化没有穷尽的应用，通过jvm调优令其达到一个质的飞跃，这是不可能的。

另外，在调优之前，必须得有明确的性能优化目标， 然后找到其性能瓶颈。之后针对瓶颈的优化，还需要对应用进行压力和基准测试，通过各种监控和统计工具，确认调优后的应用是否已经达到相关目标。

二、jvm调优流程

调优的最终目的都是为了令应用程序使用最小的硬件消耗来承载更大的吞吐。jvm的调优也不例外，jvm调优主要是针对垃圾收集器的收集性能优化，令运行在虚拟机上的应用能够使用更少的内存以及延迟获取更大的吞吐量。当然这里的最少是最优的选择，而不是越少越好。

1、性能定义

要查找和评估器性能瓶颈，首先要知道性能定义，对于jvm调优来说，我们需要知道以下三个定义属性，依作为评估基础:

• 吞吐量：重要指标之一，是指不考虑垃圾收集引起的停顿时间或内存消耗，垃圾收集器能支撑应用达到的最高性能指标。
• 延迟：其度量标准是缩短由于垃圾啊收集引起的停顿时间或者完全消除因垃圾收集所引起的停顿，避免应用运行时发生抖动。
• 内存占用：垃圾收集器流畅运行所需要 的内存数量。

这三个属性中，其中一个任何一个属性性能的提高，几乎都是以另外一个或者两个属性性能的损失作代价，不可兼得，具体某一个属性或者两个属性的性能对应用来说比较重要，要基于应用的业务需求来确定。

2、性能调优原则

在调优过程中，我们应该谨记以下3个原则，以便帮助我们更轻松的完成垃圾收集的调优，从而达到应用程序的性能要求。

1. MinorGC回收原则： 每次minor GC 都要尽可能多的收集垃圾对象。以减少应用程序发生Full GC的频率。

2. GC内存最大化原则：处理吞吐量和延迟问题时候，垃圾处理器能使用的内存越大，垃圾收集的效果越好，应用程序也会越来越流畅。

3. GC调优3选2原则: 在性能属性里面，吞吐量、延迟、内存占用，我们只能选择其中两个进行调优，不可三者兼得。

3、性能调优流程

以上就是对应用程序进行jvm调优的基本流程，我们可以看到，jvm调优是根据性能测试结果不断优化配置而多次迭代的过程。在达到每一个系统需求指标之前，之前的每个步骤都有可能经历多次迭代。有时候为了达到某一方面的指标，有可能需要对之前的参数进行多次调整，进而需要把之前的所有步骤重新测试一遍。

另外调优一般是从满足程序的内存使用需求开始的，之后是时间延迟的要求，最后才是吞吐量的要求，要基于这个步骤来不断优化，每一个步骤都是进行下一步的基础，不可逆行之。以下我们针对每个步骤进行详细的示例讲解。

在JVM的运行模式方面，我们直接选择server模式，这也是jdk1.6以后官方推荐的模式。

在垃圾收集器方面，我们直接采用了jdk1.6-1.8 中默认的parallel收集器(新生代采用parallelGC,老生代采用parallelOldGC)。

三、确定内存占用

在确定内存占用之前，我们需要知道两个知识点：

• 应用程序的运行阶段
• jvm内存分配

1、运行阶段

应用程序的运行阶段，我可以划分为以下三个阶段:

1、初始化阶段 : jvm加载应用程序，初始化应用程序的主要模块和数据。

2、稳定阶段:应用在此时运行了大多数时间，经历过压力测试的之后，各项性能参数呈稳定状态。核心函数被执行，已经被jit编译预热过。

3、总结阶段:最后的总结阶段，进行一些基准测试，生成响应的策报告。这个阶段我们可以不关注。

确定内存占用以及活跃数据的大小，我们应该是在程序的稳定阶段来进行确定，而不是在项目起初阶段来进行确定，如何确定，我们先看以下jvm的内存分配。

2、jvm内存分配&参数

jvm堆中主要的空间，就是以上新生代、老生代、永久代组成,整个堆大小=新生代大小 + 老生代大小 + 永久代大小。 具体的对象提升方式，这里不再过多介绍了，我们看下一些jvm命令参数，对堆大小的指定。如果不采用以下参数进行指定的话，虚拟机会自动选择合适的值，同时也会基于系统的开销自动调整。

在设置的时候，如果关注性能开销的话，应尽量把永久代的初始值与最大值设置为同一值，因为永久代的大小调整需要进行FullGC 才能实现。

3、计算活跃数据大小

（编辑：衡阳站长网）

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