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對于 Java 開發的同學來說，JVM 性能優化可以說是比較難掌握的知識點。這不僅因為 JVM 性能優化需要掌握晦澀難懂的 JVM 知識，還因為 JVM 性能優化很難有使用場景。

這導致了許多人對 JVM 性能優化不熟悉，感覺就像是空中樓閣的天物一樣不可觸及。這幾天工作中做了一次 JVM 性能優化，我想這對于 JVM 調優的初學者會有較大幫助。

背景

我們都知道 JVM 分為了新生代和老年代，并且我們在啟動應用的時候都會配置對應的參數，為應用程序運行的 JVM 調整內存大小。但我們都知道，很多時候我們都只是大致估計一個數，隨便填填，然后就上線了。

作者所在的公司同樣存在這種情況，JVM 內存大小基本上都設得挺大的，畢竟內存大總比內存溢出好，因此就造成了不少的內存浪費。所以作者收到的任務就是對所有的應用進行一次排查，調整合適的內存參數，優化 JVM 的性能。

調優實戰

要對應用進行 JVM 性能調優，那么首先得知道其運行的情況。這就像去醫院看醫生，去開藥之前需要醫生先望聞問切一樣。在 Java 中，有很多方式可以觀察到 JVM 的內部情況，例如 JDK 提供的各種命令工作。作者所在公司使用的是 Prometheus 進行監控，因此我們可以直接在 Prometheus 上看到應用的 JVM 運行情況。

Prometheus 面板中與 JVM 相關的主要有四塊內容：JVM Misc、JVM Memory Pools(Heap)、JVM Memory Pools(Non-Heap)、Garbage Collection。其中與我們此次較為相關的主要是：JVM Memory Pools(Heap)和 Garbage Collection。

JVM Memory Pools(Heap) 展示 JVM 堆內存的使用情況，主要包括了新生代的 Survivor 區、Eden Space 區、老年代。

JVM Memory Pools(Heap)

Garbage Collection 展示 JVM 的垃圾回收情況，主要包括垃圾回收頻率(ops 表示一秒回收幾次，一般 0.5 是比較合理的值)、每次 GC 停頓時長(一般 80ms 以下是合理值)、分配到新生代/晉升老年代的內存。

Garbage Collection

我們要進行 JVM 性能優化，那么最簡單的一個方法就是觀察 Garbage Collection 的 GC 頻率以及停頓時間，我們大致就能判斷出應用的內存利用效率。之后根據這兩個值的實際情況，將其調整到合理的范圍內，提高 JVM 的利用率。

如果一個應用的 GC 頻率只有 0.02，即每秒 GC 0.02 次，那么需要 50 秒才 GC 一次，那么其 GC 頻率是很低的。這時候很可能是分配了較大的新生代空間，這使得其很久才需要 GC 一次。這時候我們再看看其停頓時間，如果停頓時間也很短的話，那我們就可以判定該應用的內存有優化的空間。

在這種情況下，一般都是縮小分配的新生代的空間。新生代空間一旦變小了，那么其分配完的時間就會縮減。一旦空間被分配完，那么就會啟動進行 GC 操作。從而 GC 次數就會提升，提高應用的內存利用率。

在進行內存空間調整的時候，為了避免內存劇烈波動導致的問題，一般我們都是小步快跑地一點點調整。先調整一點試一試，沒太大問題之后再調整到目標值。 畢竟是生產環境，要是出了什么岔子，那就得提桶跑路了，還是謹慎為好!

看到這里，想必大家應該也知道怎么做了。接下來無非就是調整 JVM 內存空間的三個參數(-Xmx -Xms -Xmn)，使 GC 頻率與 GC 停頓時間處于合理的區間。

應用層面優化

除了 GC 頻率、GC 停頓時間，我們還能從應用的類型來分析 JVM 的內存消耗情況。

例如對于接口類型的系統來說，很多請求都是 1 秒之內就結束。對于這種類型的請求，他們進入應用時會分配內存，結束時內存就會立刻被回收，留存下來的對象很少。這種應用的 JVM 內存情況大概是這樣的：新生代消耗比較大，并且隨著周期性回收內存，但老年代的內存消耗則更小。

對于那些持續性處理的應用，例如持續時間長的應用處理。因為其存活時間較久，所以可能會有更多的對象晉升到老年代，因此老年代的內存消耗就比較大。

通過觀察 JVM 年輕代與老年代的內存消耗情況，再結合應用本身的特性，我們可以發現應用中不合理的地方，再對應用進行針對性的優化。例如：應用某個地方每次都會存儲大量的臨時數據到內容中，這樣就造成了 JVM 可能爆發 GC，從而導致應用卡頓。

總結

總結一下本篇文章的調優方法：通過觀察 GC 頻率和停頓時間，來進行 JVM 內存空間調整，使其達到最合理的狀態。調整過程記得小步快跑，避免內存劇烈波動影響線上服務。 這其實是最為簡單的一種 JVM 性能調優方式了，可以算是粗調吧。但 JVM 性能調優還有更多、更詳細的參數，后續有機會我們再聊聊。

此外，通過觀察 JVM 年輕代與老年代的情況，也可以幫助我們對應用進行針對性的優化，從而提升應用本身的性能。

如果你之前沒了解過 JVM 的基礎理論知識，那么你可能看不懂這篇文章。那么我推薦你看看我的「JVM 基礎入門系列」，文章由淺入深、循序漸進，可以讓你對 JVM 有個感性的理解。看完之后再來看這篇文章，你肯定有種豁然開朗的感覺!

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