JVM内存监控及调优方法

JVM内存监控及性能调优

二月23黄国庆重庆市擎天博元科技有限公司2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.2JVM内存监控及性能调优

主要内容什么是JVMJVM内存模型内存分配垃圾回收监控实例配置实例2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.3JVM内存监控及性能调优什么是ＪＶＭ？基本上来说，JVM是一个虚拟运行环境，对于字节码来说就像是一个机器一样，可以执行任务，并通过底层实现执行内存相关的操作。JVM使Java程序做到了“一次编写，到处运行”。JVM解放了程序员，使程序员不必再关系对象的生命周期，使程序员不必再关心应该在何时释放内存。可以将JVM当做是一种专为Java而生的特殊的操作系统，它的工作是管理运行Java应用程序的运行时环境。2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.4JVM内存监控及性能调优什么是OOM？out-of-memory系统无法为新线程和新对象分配空间“堆”满了，垃圾回收不成功影响：业务宕机2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.5JVM内存监控及性能调优JVM内存模型各个年代：新生代（YoungGeneration）伊甸园空间（Eden

）、幸存者空间（Survivor

）最新被创建的对象会被分配到这里，由于大部分对象在创建后会很快变得不可到达，所以很多对象被创建在新生代，然后消失。老年代（OldGeneration）对象没有变得不可达，并且从新生代中存活下来，会被拷贝到这里。持久代（PermanentGeneration）也被称为方法区（methodarea）。他用来保存类常量以及字符串常量。先理解养鱼专业户的“渔池”？

2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.6JVM内存监控及性能调优JVM内存模型每个空间的执行顺序如下：绝大多数刚刚被创建的对象会存放在伊甸园空间。在伊甸园空间执行了第一次GC之后，存活的对象被移动到其中一个幸存者空间。

此后，在伊甸园空间执行GC之后，存活的对象会被堆积在同一个幸存者空间。

当一个幸存者空间饱和，还在存活的对象会被移动到另一个幸存者空间。之后会清空已经饱和的那个幸存者空间。在以上的步骤中重复几次依然存活的对象，就会被移动到老年代。2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.7JVM内存监控及性能调优JVM内存模型垃圾回收（GC）是旨在释放不可达Java对象所占用的内存的过程，是Javavirtualmachine（JVM）中动态内存管理系统的核心组成部分。在一个典型的垃圾回收周期中，所有仍被引用的对象，即可达对象，会被保留。没有被引用的Java对象所占用的内存会被释放并回收，以便分配给新创建的对象。发生在新生代的对象的消失：minorGC（局部垃圾回收）发生在老年代的对象的消失：majorGC（完全垃圾回收）2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.8JVM内存监控及性能调优内存分配当你在启动Java应用程序时指定了启动参数_-Xmx_（例如，java-Xmx2gMyApp），则相应大小的内存会被分配给Java进程。这块内存即所谓的*Java堆*（或简称为*堆*）。这块专用的内存地址空间用于存储Java应用程序所创建的对象。随着Java应用程序的运行，会不断的创建新对象并为之分配内存，Java堆（即地址空间）会逐渐被填满。32位与64位的区别32位JVM最大堆为1.5G64位JVM最大堆为操作系统中内存可使用空间大小2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.9JVM内存监控及性能调优垃圾回收minorGCmajorGC目标快速释放不可达对象所占用的内存，防止应用程序出现OOM错误。回收内存时，对应用程序的性能（指延迟和吞吐量）的影响要尽可能小原则JVM堆不是越大越好（堆越大GC时间越长）不是每个应用程序的JVM配置均可以一样（应用规模、结构和响应要求不一样）调优的操作是循序渐进的（摸着石头过河）2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.10JVM内存监控及性能调优监控实例JVM监控工具命令行：jstat(关注GC的次数和GC所耗时间)jmap(将内存堆印象保存为文件)HeapAnalyzer（分析jmap保存的文件）图形化JconsoleVisualVM2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.11JVM内存监控及性能调优监控实例JVM监控工具示例jstat–gc$vmid$1000(vmid是java应用的进程id号，1000：每隔一秒展示GC监控数据)从上图中可计算得到以下值：年青代GC发生了1989次（YGCT），共耗费了41.001秒（YGC），故年青代每次GC的时间为：41.001/1989=0.020秒完全GC发生了1次（FGCT），共耗费了0.971秒（FGC），故完全GC每次GC的时间为：0.971/1=0.971秒一般性能较好的判断：年青代GC耗时在50~100毫秒以内，完全GC小于1秒以内为很好的性能。（因为GC均会影响系统访问）2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.12JVM内存监控及性能调优监控实例JVM监控工具示例jmap

-dump:format=b,file=testjvm.dump

$vmid$(vmid是java应用的进程id号，file：java堆内存数据保存为文件的名称)以上的命令可以将当前JAVA内存堆保存为文件，便于进一步进行分析。特别注意：

进行此工作的时候，应用访问可能会中断。所以不应该在业务运行状态下操作此命令。2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.13JVM内存监控及性能调优监控实例JVM分析工具示例HeapAnalyzer命令行：java-Xmx800m-jarha395.jar(注意：-Xmx800m是指定工具所需的java堆大小，此值要大于分析文件的尺寸大小，如果启动过程中发现控制台有java.lang.OutOfMemoryError出现，可以适当加大上面的数字800，给予更多的空间。ha395.jar中的文件名称按实际下载解压后的文件名为准)2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.14JVM内存监控及性能调优监控实例JVM监控工具示例

HeapAnalyzer输出的内容：以下表内容即显示当前系统中出现泄漏的对象（flex/messaging/messages/AsyncMessage）及占用内存的大小。LeakSizeTotalSizeSizeAnalysisNameNo.ChildNo.ParentAddress16199787316199787387Responsiblefor161,997,873bytes(61.14%)ofJavaheapContains2instancesofthefollowingleaksuspects:-arrayof[Ljava/lang/Object;holding61,312,817bytesat0x1a076af0-arrayof[Ljava/lang/Object;holding66,644,382bytesat0x12e5fc68flex/messaging/MessageClient1040xb53e1e866644382666443826972866,644,382bytes(25.15%)ofJavaheapisusedby13,321instancesofflex/messaging/messages/AsyncMessage-Containedunderflex/messaging/MessageClientholding161,997,873bytesat0xb53e1e8arrayof[Ljava/lang/Object;1332110x12e5fc686400692364006923064,006,923bytes(24.16%)ofJavaheapisusedby46,275instancesofbyte[]byte[](61MB/24.2%)000x0613128176131281721661,312,817bytes(23.14%)ofJavaheapisusedby54instancesofflex/messaging/SessionMetricsTrackerContains3instancesofthefollowingleaksuspects:-arrayof[Ljava/lang/Object;holding15,550,384bytesat0x15c5f748-arrayof[Ljava/lang/Object;holding31,137,630bytesat0x179d3ff8-arrayof[Ljava/lang/Object;holding14,608,060bytesat0x167c6918-Containedunderflex/messaging/MessageClientholding161,997,873bytesat0xb53e1e8arrayof[Ljava/lang/Object;5410x1a076af031137630311376303098831,137,630bytes(11.75%)ofJavaheapisusedby6,212instancesofflex/messaging/messages/AsyncMessage-Containedunderarrayof[Ljava/lang/Object;holding61,312,817bytesat0x1a076af0arrayof[Ljava/lang/Object;621210x179d3ff815550384155503841376815,550,384bytes(5.87%)ofJavaheapisusedby3,108instancesofflex/messaging/messages/AsyncMessage-Containedunderarrayof[Ljava/lang/Object;holding61,312,817bytesat0x1a076af0arrayof[Ljava/lang/Object;310810x15c5f74814608060146080603098814,608,060bytes(5.51%)ofJavaheapisusedby5,894instancesofflex/messaging/messages/AsyncMessage-Containedunderarrayof[Ljava/lang/Object;holding61,312,817bytesat0x1a076af0arrayof[Ljava/lang/Object;589410x167c69181213937612139376012,139,376bytes(4.58%)ofJavaheapisusedby14,365instancesofint[]int[](11.6MB/4.6%)000x02023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.15JVM内存监控及性能调优监控实例JVM监控工具示例Jconsole命令行：jconsole.exeserver_IP:7080(注意：Server_IP为运行java程序的服务器IP，7080为专门为jconsole远程连接而配置开通的JMX端口。以下为Windows平台下配置方法：setJAVA_OPTS=%JAVA_OPTS%-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false-Dcom.sun.management.jmxremote.port=7080-Dcom.sun.management.jmxremote)2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.16JVM内存监控及性能调优监控实例JVM监控工具示例visualVMJDK1.6以上版本免费提供，服务器上相应配置与Jconsole连接时一样(注意：Server_IP为运行java程序的服务器IP，7080为专门为jconsole远程连接而配置开通的JMX端口。提示：如visualVM在JAVA程序本机运行，可以直接运行监控到，不需对JMX端口进行设置)2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.17JVM内存监控及性能调优监控实例JVM监控工具示例2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.18JVM内存监控及性能调优监控实例JVM监控工具示例2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.19JVM内存监控及性能调优配置实例Jconsole监控，HeapDump分析实例

通过以下jconsole监控截图，我们发现应用服务器的堆内存一直在上升。虽然有定时的GC操作（内存回收），但整体趋势仍然是一个斜坡上行的过程。2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.20JVM内存监控及性能调优配置实例Jconsole监控，HeapDump分析实例

通过以下jconsole监控截图，我们发现应用服务器的堆内存已经占用完，年青代和老年代均没有可进行再分配的空间了，此时执行GC也不能成功。当前应用的状态就是无法访问了。

再通过其GC时间可看到，Copy（即年青代回收）平均每次为1*60/18646=0.0032秒，没有问题；FullGC为4680秒（1小时18分钟）/2304=2.03秒。由此可以看出，FullGC占用了大量时间和次数，但仍然无法将内存清理出来。证明内存中的某些对象未被成功释放，需要继续分析。2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.21JVM内存监控及性能调优配置实例Jconsole监控，HeapDump分析实例通过heapdump分析工具，发现系统中已经有非常多的flex/messaging/messages/AsyncMessage实例占用了大部分的内存。由此即定位了是哪个实例出现问题，可以联系开发人员进行配合检查了。2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.22JVM内存监控及性能调优配置实例

通过开发人员分析检查，确认flex的消息对象默认没有设置其失效时间，建立的对象将永远不会失效，故就会造成对象不停的建立，直到内存溢出。故修改其配置文件，设置相关对象失效时间，达到JAVA可以回收其占用的内存空间，如下：<destinationid="chat"><properties><network><subscription-timeout-minutes>30</subscription-timeout-minutes>

</network><server> <message-time-to-live>10000</message-time-to-live> <allow-subtopics>true</allow-subtopics> <subtopic-separator>.</subtopic-separator></server></properties><channels> <channelref="my-polling-amf"/></channels></destination>2023/2/4MetarnetTechnologiesCo.,Ltd.23JVM内存监控及性能调优配置实例JVM参数介绍以下配置为针对一个特定的应用环境进行的配置：-Xmx4096m最大JAVA堆4G-Xms4096m初始化JAVA堆4G，一般服务器上均设置为最大一样-Xmn1536M年青代堆设置值1.5G-XX:SurvivorRatio=10年青代中Eden区与Survivor区的比例-XX:PermSize=25