系统优化怎么做-JVM优化之开篇

大家好,这里是「聊聊系统优化 」,并在下列地址同步更新

在这里我会从基于J2EE系统及互联网架构方面,来谈谈系统优化的各个方面,干货满满,欢迎订阅及关注!

前言

在上一期Tomcat优化中,针对JVM相关主要参数做过一定说明,这一期主要介绍进行一些概念及经验。后面分章节去讲述相关工具的基本使用。

优化优先级

整体来讲,系统优化应先优化架构及代码,来解决具体功能点效率问题。最后通过JVM监控工具来发现一些隐藏较为深入的问题。

相关情形

  • 内存占用并不断增加, 系统压力大情况下Full GC频繁,系统出现卡顿
  • 线程出现大量等待及死锁, CPU使用率过高, 系统响应慢
  • 堆(heap)内存不足或类加载导致JVM Crash,系统宕机

出现以上情况,就得使用工具分析JVM来确定问题

JVM内存模型

系统优化怎么做-JVM优化之开篇

JDK1.7及以下

JDK1.8下,PermGen替换成Vm MetaSpace

Heap域

  • 全局被所有线程分享
  • 存所有对象及集合对象

方法域

  • 全局被所有线程分享
  • 存所有类的结构定义包含属性,方法及构造函数等

Thread1.N

  • 本地私有栈,一个线程一个栈
  • 保持着所有在Heap域的对象引用(4byte长度)
  • 存储本地局部变量的存储(基础数据类型),程序运行状态,方法返回值

内存泄漏的分类

  • 堆内存泄漏 - 比较常见
  • 持久代内存泄漏
  • 栈内存泄漏
  • 系统资源内存泄漏 -比较常见

线程相关知识

JVM线程状态迁移

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线程状态

  • 初始化(New):初期创建,启动后则进入可执行状态
  • 可执行状态(Runnable): 只要获取CPU时间,则开始执行
  • 运行状态(Running): 正在使用CPU执行
  • 阻塞状态(Bloked)

    • 等待阻塞(wait)
    • 同步阻塞(synchronized)
    • 睡眠阻塞(sleep)
    • Join阻塞: 等待join子线程结束后,主线程才能执行,将异步执行的线程合并为同步的线程
  • 结束状态: 线程执行完毕或者异常退出

性能监控关注点

  • 系统线程总数
  • 死锁线程 需要优先解决
  • 线程Bloked总数数量

    线程Bloked多的情况下,考虑对待处理数据进行分片,进行多通道,多线程处理提高系统性能
    如果系统处理慢,但CPU占用一直很低,就需要梳理系统处理流程,串行处理该并行处理,并行处理流程提高并发来解决。

线程死锁

当两个或者多个线程尝试获取其他资源的锁,而每个线程又陷入无限等待其他资源锁的释放(相互等待),除非一个用户的进程被终止。

几个死锁场景

  • 两个线程相互调用Thread.join(), 导致互相等待同步结束。

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慎用线程join操作

  • 当两个线程使用嵌套的同步块时,一个线程占用了另一个线程的必需的锁,互相等待时被阻塞,就有可能出现死锁。 也可能多个线程形成环状锁,比如线程A等待线程B,线程B等待线程C,线程C等待线程A。线程A为了检测死锁,它需要递进地检测所有被B请求的锁。从线程B所请求的锁开始,线程A找到了线程C,发现线程C请求的锁被线程A自己持有着。这是它就知道发生了死锁。

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  • MySql死锁

系统优化怎么做-JVM优化之开篇

MySql中两个线程同时对两条记录做先读后写操作

避免死锁

  • 安全状态

找到一个分配资源的序列能让所有进程都顺利完成

  • 银行家算法

采用预分配策略检查分配完成时系统是否处在安全状态

检测死锁

  • VisualVM(或其他工具)

监控线程状态,如果出现死锁得到相关代码位置

  • 死锁定理化间资源分配图

利用死锁定理化间资源分配图来分析死锁的存在
参见以下资料:
https://www.coursera.org/lect...

总结

本章主要讲了一些核心知识,主要为了让大家了解系统优化到底优化和解决什么问题,什么是优化的目标。后续章节会讲到tomcat的JMX配置,VisualVM,Tprofile等工具的使用。

思考题

JVM线程有哪些状态,这些线程大多处于什么样的状态分布, 我们可以称系统运行是健康的。

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