JVM04-优化JVM内存分配以及内存持续上升问题和CPU过高问题排查

1-JVM内存分配

1.1-JVM内存分配性能问题

JVM内存分配不合理最直接的表现就是频繁的GC，这会导致上下文切换等性能问题，从而降低系统的吞吐量、增加系统的响应时间。因此，如果你在线上环境或性能测试时，发现频繁的GC，且是正常的对象创建和回收，这个时候就需要考虑调整JVM内存分配了，从而减少GC所带来的性能开销。

1.2-对象在堆中的生存周期

在JVM内存模型的堆中，堆被划分为新生代和老年代，新生代又被进一步划分为Eden区和Survivor区，最后Survivor由From Survivor和To Survivor组成。
当我们新建一个对象时，对象会被优先分配到新生代的Eden区中，这时虚拟机会给对象定义一个对象年龄计数器（通过参数-XX:MaxTenuringThreshold设置）。

当Eden空间不足时，虚拟机将会执行一个新生代的垃圾回收（Minor GC）。这时JVM会把存活的对象转移到Survivor中，并给对象的年龄+1。对象在Survivor中同样也会经历MinorGC，每经过一次MinorGC，对象的年龄将会+1。

参数-XX:PetenureSizeThreshold设置直接被分配到老年代的最大对象，这时如果分配的对象超过了设置的阀值，对象就会直接被分配到老年代，这样做的好处就是可以减少新生代的垃圾回收。

1.3-查看JVM堆内存分配

java -pf | grep java：查询当前的java进程；也可以使用jps查看
jmap -heap pid：查看对应进程的内存信息

在JDK1.7中，默认情况下年轻代和老年代的比例是1:2，我们可以通过–XX:NewRatio重置该配置项。年轻代中的Eden和To Survivor、From Survivor的比例是8:1:1，我们可以通过-XX:SurvivorRatio重置该配置项。

1.4-JVM GC日志

在实际的项目中，我们一般先配置默认的JVM参数，并且配置好gc日志路径，如果发现系统响应慢或者吞吐量上不去，我们可以通过分析GC日志来查找问题。
-XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDetails -Xloggc:/log/gc.log

-XX:PrintGCTimeStamps：打印GC具体时间；
-XX:PrintGCDetails ：打印出GC详细日志；
-Xloggc: path：GC日志生成路径。

2-GC问题定位查找步骤

1.配置和设置好JVM参数，按照自己服务器实际配置一个基本参数；

java -jar -Xms2048m -Xmx2048m
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
-XX:HeapDumpPath=/tmp/heapdump.hprof
-XX:+PrintGCTimeStamps
-XX:+PrintGCDetails
-Xloggc:/tmp/heapTest.log
abc.jar

2.当出现吞吐量明显下降，系统响应超时后；
3.需要把gc日志下载到本地，然后使用一些工具来分析，比如我们上节提到的GCViewer工具打开看，可以查看GC次数和内存使用情况。
4.根据参数分析，我们重新调整GC参数，根据项目的实际情况来进行一些设置。比如增大堆内存大小，加大新生代大小等等措施。最主要的目的是减少FullGC和减少MinorGC次数。

3-内存持续上升或者CPU问题定位

1.通过 top 命令找到占用内存/cpu最高的 pid[进程id]
2.通过 top -Hp pid 查看进程中占用内存/cpu过高的 tid[线程id]
3.通过 printf '%x/n' tid 把线程id转化为十六进制
4.通过 jstack pid | grep tid -A 30 定位线程堆栈信息

其实我们也可以采用arthas。arthas是阿里一款开源java性能诊断工具，除了java自带的jmap命令没有实现之外，其它的命令都实现，并且功能强大。