java生产环境内存调优

十一月 16, 2018 本文总阅读量次

1.JVM的参数类型

标准参数（各版本中保持稳定）
-help
-server -client
-version -showversion
-cp -classpath

X 参数（非标准化参数）
-Xint：解释执行
-Xcomp：第一次使用就编译成本地代码
-Xmixed：混合模式，JVM 自己决定是否编译成本地代码

示例：

java -version（默认是混合模式）
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.40-b25, mixed mode)
java -Xint -version
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.40-b25, interpreted mode)

XX 参数（非标准化参数）
主要用于 JVM调优和 debug
Boolean类型（+-）
格式：-XX:[+-]<name>表示启用或禁用 name 属性
如：-XX:+UseConcMarkSweepGC（启用cms垃圾收集器）
-XX:+UseG1GC（启用G1垃圾收集器）
非Boolean类型（key-value）（带=的）
格式：-XX:<name>=<value>表示 name 属性的值是 value
如：-XX:MaxGCPauseMillis=500（GC最大停用时间）
-xx:GCTimeRatio=19
-Xmx -Xms属于 XX 参数
-Xms 等价于-XX:InitialHeapSize（初始化堆大小）
-Xmx 等价于-XX:MaxHeapSize    (最大堆大小)
-xss 等价于-XX:ThreadStackSize（线程堆栈）
查看
jinfo -flag MaxHeapSize <pid>（查看最大内存）
-XX:+PrintFlagsInitial
-XX:+PrintFlagsFinal
-XX:+UnlockExperimentalVMOptions 解锁实验参数
-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions 解锁诊断参数
-XX:+PrintCommandLineFlags 打印命令行参数
输出结果中=表示默认值，:=表示被用户或 JVM 修改后的值
示例：java -XX:+PrintFlagsFinal -version

2.jinfo & jps(参数和进程查看)

pid 可通过类似 ps -ef|grep tomcat或 jps来进行查看
jps
[详情参考 jps官方文档](https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jps.html)
-l
jinfo
jinfo -flag MaxHeapSize <pid>
jinfo -flags <pid>
jstat
[详情参考 jps官方文档](https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/jstat.html#BEHBBBDJ)
jstat 使用示例

3.jstat(类加载、垃圾收集、JIT 编译)

类加载
每隔1000ms 即1秒，共输出10次
jstat -class <pid> 1000 10
loaded 加载类的个数
[root@localhost java]# jps
4167 Jps
3370 Bootstrap
[root@localhost java]# jstat -class 3370
Loaded  Bytes  Unloaded  Bytes     Time
  5990 12028.7        0     0.0      15.50

垃圾收集
[root@localhost java]# jstat -gc 3370
Warning: Unresolved Symbol: sun.gc.metaspace.capacity substituted NaN
Warning: Unresolved Symbol: sun.gc.metaspace.used substituted NaN
Warning: Unresolved Symbol: sun.gc.compressedclassspace.capacity substituted NaN
Warning: Unresolved Symbol: sun.gc.compressedclassspace.used substituted NaN
 S0C    S1C    S0U    S1U      EC       EU        OC         OU       MC     MU    CCSC   CCSU   YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT
1600.0 1600.0  0.0   1600.0 13184.0   7779.2   32696.0    22669.8     -      -      -      -       117    1.056   5      0.386    1.441
-gc, -gcutil, -gccause, -gcnew, -gcold
jstat -gc <pid> 1000 10
以下大小的单位均为 KB
S0C, S1C, S0U, S1U: S0和 S1的总量和使用量
EC, EU: Eden区总量与使用量
OC, OU: Old区总量与使用量
MC, MU: Metacspace区(jdk1.8前为 PermGen)总量与使用量
CCSC, CCSU: 压缩类区总量与使用量
YGC, YGCT: YoungGC 的次数与时间
FGC, FGCT: FullGC 的次数与时间
GCT: 总的 GC 时间

JIT 编译
-compiler, -printcompilation
[root@localhost java]# jstat -compiler 3370
Compiled Failed Invalid   Time   FailedType FailedMethod
     833      0       0    26.04          0
    花费26.04s编译了833个方法

4.jmap+MAT(内存溢出)

内存溢出演示：
生成springboot初始化代码
 最终代码

为快速产生内存溢出，右击 Run As>Run Configurations, Arguments 标签VM arguments 中填入
-Xmx32M -Xms32M
访问 http://localhost:8080/heap
Exception in thread "http-nio-8080-ClientPoller-0" java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
    at java.util.HashMap$KeySet.iterator(HashMap.java:916)
    at java.util.HashSet.iterator(HashSet.java:172)
    at java.util.Collections$UnmodifiableCollection$1.<init>(Collections.java:1039)
Exception in thread "http-nio-8080-exec-1" java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
-XX:MetaspaceSize=32M -XX:MaxMetaspaceSize=32M（同时在 pom.xml 中加入 asm 的依赖）
访问 http://localhost:8080/nonheap
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
Exception in thread "ContainerBackgroundProcessor[StandardEngine[Tomcat]]" java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
内存溢出自动导出
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
-XX:HeapDumpPath=./
右击 Run As>Run Configurations, Arguments 标签VM arguments 中填入
-Xmx32M -Xms32M -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=./
可以看到自动在当前目录中生成了一个java_pid660.hprof文件
java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
Dumping heap to ./java_pid660.hprof ...
另一种导出溢出也更推荐的方式是jmap
option: -heap, -clstats, -dump:<dump-options>, -F
jmap -dump:format=b,file=heap.hprof <pid>
C:\Users\Mr Chen>jps -l
10476 sun.tools.jps.Jps
6744
14980 com.imooc.monitor_tuning.MonitorTuningApplication
C:\Users\Mr Chen>cd desktop
C:\Users\Mr Chen\Desktop>jmap -dump:format=b,file=heap.hprof 14980
Dumping heap to C:\Users\Mr Chen\Desktop\heap.hprof ...
Heap dump file created

jmap 导出溢出文件
MAT下载地址
找开上述导出的内存溢出文件即可进行分析，如下图的溢出源头分析：
Memory Analyzer 内存溢出分析

5.jstack(线程、死循环、死锁)

1.线程状态

jstack： 打印jvm内部所有线程
C:\Users\Mr Chen\Desktop>jps -l
15260 com.imooc.monitor_tuning.MonitorTuningApplication
10836 sun.tools.jps.Jps
6744
C:\Users\Mr Chen\Desktop>jstack 15260> 15260.txt

可查看其中包含java.lang.Thread.State: WAITING (parking)，JAVA 线程包含的状态有：
NEW：线程尚未启动
RUNNABLE：线程正在 JVM 中执行
BLOCKED：线程在等待监控锁(monitor lock)
WAITING：线程在等待另一个线程进行特定操作（时间不确定）
TIMED_WAITING：线程等待另一个线程进行限时操作
TERMINATED：线程已退出

2.死循环导致cpu飙高

monitor_tuning中新增CpuController.java
直接 maven clean、 maven install
此时会生成一个monitor_tuning-0.0.1-SNAPSHOT.jar的 jar包，为避免本地的 CPU 消耗过多导致死机，建议上传上传到虚拟机进行测试
nohup java -jar monitor_tuning-0.0.1-SNAPSHOT.jar &
访问 http://xx.xx.xx.xx:8080/loop(端口8080在application.properties文件中定义)
top -p <pid> -H可以查看线程及 CPU 消耗情况
top 命令打出线程 CPU 消耗

使用 jstack 可以导出追踪文件，文件中 PID 在 jstack 中显示的对应 nid 为十六进制(命令行可执行 print ‘%x’ 可以进行转化，如4008对应的十六进制为1007)

1
2
3

[root@localhost java]# jstack 4008 > 4008.txt
[root@localhost java]# printf "%x" 4103
1007[root@localhost java]# jstack 4103 > 4103.txt

"http-nio-8080-exec-7" #22 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f6378be7000 nid=0x1026 runnable [0x00007f63556d1000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE
    at java.lang.String.indexOf(String.java:1769)
    at java.lang.String.indexOf(String.java:1718)
    at com.imooc.monitor_tuning.chapter2.CpuController.getPartneridsFromJson(CpuController.java:73)

说明getPartneridsFromJson这里导致的cpu飙升

3.死锁

访问http://xx.xx.xx.xx:8080/deadlock(如上jstack 导出追踪记录会发现如下这样的记录)

[root@localhost java]# ps -ef |grep  java
root       4357   3145 23 02:00 pts/0    00:01:22 java -jar monitor_tuning-0.0.1-SNAPSHOT.jar
root       4474   3707  0 02:06 pts/3    00:00:00 grep --color=auto java
[root@localhost java]# jstack 4357 > 4357.txt

将文件拉到最后会发现

"Thread-5":
    at com.imooc.monitor_tuning.chapter2.CpuController.lambda$deadlock$1(CpuController.java:41)
    - waiting to lock <0x00000000f6b383e0> (a java.lang.Object)
    - locked <0x00000000f6b383f0> (a java.lang.Object)
    at com.imooc.monitor_tuning.chapter2.CpuController$$Lambda$337/678439847.run(Unknown Source)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
"Thread-4":
    at com.imooc.monitor_tuning.chapter2.CpuController.lambda$deadlock$0(CpuController.java:33)
    - waiting to lock <0x00000000f6b383f0> (a java.lang.Object)
    - locked <0x00000000f6b383e0> (a java.lang.Object)
    at com.imooc.monitor_tuning.chapter2.CpuController$$Lambda$336/498593401.run(Unknown Source)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)
Found 1 deadlock.

线程4在等待线程5，同时线程5也在等待线程4，此时死锁

6.JVisualVM(本地和远程可视化监控)

1.监控本地java进程

详情参考官方文档
Mac命令行直接输入jvisualvm命令，Windows 找到对应的 exe 文件双击即可打开
插件安装Tools>Plugins>Settings根据自身版本(java -version)更新插件中心地址，各版本查询地址：
jvisualvm插件
建议安装：Visual GC, BTrace Workbench

2.监控远程java进程

以上是本地的JAVA进程监控，还可以进行远程的监控，在上图左侧导航的 Applications 下的 Remote 处右击Add Remote Host…，输入主机 IP 即可添加，在 IP 上右击会发现有两种连接 JAVA 进程进行监控的方式:JMX, jstatd

1 2	vi bin/catalina.sh(以192.168.73.0为例) :/JAVA_OPTS 按两个n 添加

JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=9004 -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Djava.net.preferIPv4Stack=true -Djava.rmi.server.hostname=192.168.73.0"

报错
异常情况：VisualVM 无法使用 service:jmx:rmi:///jndi/rmi:///jmxrmi 连接到
原因：
除了JMX server指定的监听端口号外，JMXserver还会监听一到两个随机端口号，
可以通过命grep 来查看当前java进程需要监听的随机端口号

[root@localhost bin]# jps
4216 Jps
4031 Bootstrap
[root@localhost bin]# lsof -i|grep java | grep 4031
java      4031    root   19u  IPv4  32304      0t0  TCP *:33707 (LISTEN)
java      4031    root   20u  IPv4  32310      0t0  TCP *:9004 (LISTEN)
java      4031    root   21u  IPv4  32322      0t0  TCP *:50022 (LISTEN)
java      4031    root   53u  IPv4  32323      0t0  TCP *:webcache (LISTEN)
java      4031    root   57u  IPv4  32325      0t0  TCP *:8009 (LISTEN)
java      4031    root   69u  IPv4  32338      0t0  TCP localhost:mxi (LISTEN)
将监听的端口去掉防火墙当然9004端口也是需要去掉的
[root@localhost bin]# iptables -I INPUT -p tcp --dport 33707 -j ACCEPT
[root@localhost bin]# iptables -I INPUT -p tcp --dport 50022 -j ACCEPT
[root@localhost bin]# iptables -I INPUT -p tcp --dport 8009 -j ACCEPT

启动tomcat，以 JMX 为例，在 IP 上右击点击Add JMX Connection…，输入 192.168.73.0:9004
Add JMX Connection
以上为 Tomcat，其它 JAVA 进程也是类似的，如：

nohup java -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=9005 -Dcom.sun.management.jmxremote.local.only=false -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Djava.net.preferIPv4Stack=true -Djava.rmi.server.hostname=192.168.73.0 -jar monitor_tuning-0.0.1-SNAPSHOT.jar &

6.使用 BTrace 进行拦截调试

下载BTrace
可以动态地向目标应用程序的字节码注入追踪代码，使用的技术有 JavaCompilerApi, JVMTI, Agent, Instrumentation+ASM
使用方法：JVisualVM中添加 BTrace 插件
方法二：btrace
monitor_tuning中新增包org.alanhou.monitor_tuning.chapter4
安装BTrace 要记得配置环境变量，以 windos 为例

1
2
3

BTRACE_HOME  D:\Program Files\btrace-bin-1.3.11.1
path 添加 %BTRACE_HOME%\bin
添加btrace相关依赖btrace-agent, btrace-boot, btrace-client

访问：http://localhost:8080/ch4/arg1?name=belong

d:\workspace\work-app\project\o435au\src\main\java\com\imooc\monitor_tuning\chapter4>jps -l
3932 com.imooc.monitor_tuning.MonitorTuningApplication
1108 sun.tools.jps.Jps
7852 org/netbeans/Main
15456
d:\workspace\work-app\project\o435au\src\main\java\com\imooc\monitor_tuning\chapter4>btrace 3932 PrintArgSimple.java
[belong, ]
com.imooc.monitor_tuning.chapter4.Ch4Controller,arg1

1.拦截方法

普通方法：@OnMethod( clazz=””, method=””)，如上例(PrintArgSimple.java)
构造函数：@OnMethod( clazz=””, method=” “)
访问 http://localhost:8080/ch4/constructor?id=1&name=belong

d:\workspace\work-app\project\o435au\src\main\java\com\imooc\monitor_tuning\chapter4>jps -l
3296 sun.tools.jps.Jps
7852 org/netbeans/Main
15592 com.imooc.monitor_tuning.MonitorTuningApplication
15456
d:\workspace\work-app\project\o435au\src\main\java\com\imooc\monitor_tuning\chapter4>btrace 15592 PrintConstructor.java
com.imooc.monitor_tuning.chapter2.User,<init>
[1, belong, ]

2.拦截同名函数：用参数区分（PrintSame.java）

如下例中虽然方法名相同，但分别有一个和两个参数

@RequestMapping("/same1")
public String same(@RequestParam("name")String name) {
    // 访问地址:  http://localhost:8080/ch4/same1?name=Java
    return "Hello, "+name;
}
@RequestMapping("/same2")
public String same(@RequestParam("name")String name, @RequestParam("id")int id) {
    // 访问地址:  http://localhost:8080/ch4/same2?name=Java&id=1
    return "Hello, "+name+", "+id;
}
import com.sun.btrace.BTraceUtils;
import com.sun.btrace.annotations.BTrace;
import com.sun.btrace.annotations.OnMethod;
import com.sun.btrace.annotations.ProbeClassName;
import com.sun.btrace.annotations.ProbeMethodName;
@BTrace
public class PrintSame {
    @OnMethod(
            clazz="com.imooc.monitor_tuning.chapter4.Ch4Controller",
            method="same"
    )
    public static void anyRead(@ProbeClassName String pcn, @ProbeMethodName String pmn, String  name,int id) {
        BTraceUtils.println(pcn+","+pmn + "," + name+ "," + id);
        BTraceUtils.println();
    }
}

3.拦截时机

Kind.ENTRY: 入口，默认值（上述例子均为这种情况）
Kind.RETURN: 返回（PrintReturn.java）

1 2	d:\workspace\work-app\project\o435au\src\main\java\com\imooc\monitor_tuning\chapter4>btrace 16268 PrintReturn.java com.imooc.monitor_tuning.chapter4.Ch4Controller,arg1,hello,belong

Kind.THROW: 异常（PrintOnThrow.java）

d:\workspace\work-app\project\o435au\src\main\java\com\imooc\monitor_tuning\chapter4>jps -l
12836 sun.tools.jps.Jps
16268 com.imooc.monitor_tuning.MonitorTuningApplication
7852 org/netbeans/Main
15456
d:\workspace\work-app\project\o435au\src\main\java\com\imooc\monitor_tuning\chapter4>btrace 16268 PrintOnThrow.java
java.lang.ArithmeticException: / by zero
        com.imooc.monitor_tuning.chapter4.Ch4Controller.exception(Ch4Controller.java:41)
        sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
        sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62)
        sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
        java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498)
        org.springframework.web.method.support.InvocableHandlerMethod.doInvoke(InvocableHandlerMethod.java:209)
        org.springframework.web.method.support.InvocableHandlerMethod.invokeForRequest(InvocableHandlerMethod.java:136)
        org.springframework.web.servlet.mvc.method.annotation.ServletInvocableHandlerMethod.invokeAndHandle(ServletInvocableHandlerMethod.java:102)

打印指定行号是否执行

1 2	d:\workspace\work-app\project\o435au\src\main\java\com\imooc\monitor_tuning\chapter4>btrace 16268 PrintLine.java com.imooc.monitor_tuning.chapter4.Ch4Controller,exception,41

3.拦截 this、入参、返回值

this：@self
入参：可以用 AnyType，也可以用真实类型，同名的用真实的
返回：@Return
获取对象的值
简单类型：直接获取
复杂类型：反射，类名+属性名（PrintArgComplex.java）

D:\workspace\work-app\project\o435au\src\main\java\com\imooc\monitor_tuning\chapter4>jps -l
2896 sun.tools.jps.Jps
10568 com.imooc.monitor_tuning.MonitorTuningApplication
7004
D:\workspace\work-app\project\o435au\src\main\java\com\imooc\monitor_tuning\chapter4>btrace -cp "D:\workspace\work-app\project\o435au\target\classes" 10568 PrintArgComplex.java
{id=1, name=belong, }
belong
com.imooc.monitor_tuning.chapter4.Ch4Controller,arg2

1.拦截函数中还可以使用正则表达式，如method=”/.*/“匹配指定类下的所有方法(PrintRegex.java)

import com.sun.btrace.BTraceUtils;
import com.sun.btrace.annotations.BTrace;
import com.sun.btrace.annotations.OnMethod;
import com.sun.btrace.annotations.ProbeClassName;
import com.sun.btrace.annotations.ProbeMethodName;
@BTrace
public class PrintRegex {
    @OnMethod(
            clazz="com.imooc.monitor_tuning.chapter4.Ch4Controller",
            method="/.*/"   )
    public static void anyRead(@ProbeClassName String pcn, @ProbeMethodName String pmn) {
        BTraceUtils.println(pcn+","+pmn);
        BTraceUtils.println();
    }
}

1 2	D:\workspace\work-app\project\o435au\src\main\java\com\imooc\monitor_tuning\chapter4>btrace 10568 PrintRegex.java com.imooc.monitor_tuning.chapter4.Ch4Controller,arg2

2.打印环境变量(PrintJinfo.java)和 jinfo -help一样

D:\workspace\work-app\project\o435au\src\main\java\com\imooc\monitor_tuning\chapter4>btrace 10568 PrintJinfo.java
System Properties:
java.vm.version = 25.131-b11
sun.jnu.encoding = GBK
java.vendor.url = http://java.oracle.com/
java.vm.info = mixed mode
java.awt.headless = true
user.dir = D:\workspace\work-app\project\o435au
sun.cpu.isalist = amd64
java.awt.graphicsenv = sun.awt.Win32GraphicsEnvironment
sun.os.patch.level =
catalina.useNaming = false
user.home = C:\Users\Mr Chen
java.io.tmpdir = C:\Users\MRCHEN~1\AppData\Local\Temp\
java.awt.printerjob = sun.awt.windows.WPrinterJob
java.version = 1.8.0_131
file.encoding.pkg = sun.io
java.vendor.url.bug = http://bugreport.sun.com/bugreport/
file.encoding = UTF-8

注意事项
默认只能本地运行
生产环境下可以使用，但是被修改的字节码不会被还原

7.Tomcat 性能监控与调优

1.Tomcat 远程 Debug

JDWP
bin/startup.sh 修改最后一行(添加 jpda)

1	exec "$PRGDIR"/"$EXECUTABLE" jpda start "$@"

bin/catalina.sh 为便于远程调试进行如下修改
JPDA_ADDRESS=”localhost:8000”
修改为

if [ -z "$JPDA_ADDRESS" ]; then
  JPDA_ADDRESS="54321"
fi
if [ -z "$JPDA_SUSPEND" ]; then
  JPDA_SUSPEND="n"

查看日志发现已经启动起来

1	tail -f ./logs/catalina.out

再查看54321端口是否被监听

1 2	[root@localhost apache-tomcat-8.5.34]# netstat -nap \| grep 54321 tcp 0 0 0.0.0.0:54321 0.0.0.0:* LISTEN 3314/java

打开54321端口防火墙

1	[root@localhost apache-tomcat-8.5.34]# iptables -I INPUT -p tcp --dport 54321 -j ACCEPT

若发现54321端口启动存在问题可尝试bin/catalina.sh jpda start
本地添加包org.alanhou.monitor_tuning.chapter5，修改打包方式为 war，并重写configure，进入monitor_tuning文件夹，执行mvn clean package 进行打包，target 目录下默认生成的包名为monitor_tuning-0.0.1-SNAPSHOT.war，为便于访问修改为monitor_tuning.war再上传到服务器的webapps目录下
http://192.168.0.5:8080/monitor_tuning/ch5/hello
使用 Eclipse 远程调试，右击 Debug As > Debug Configurations... > Remote Java Application > 右击 New 新建

2.tomcat-manager 监控

1.conf/tomcat-users.xml添加用户
  <role rolename="tomcat"/>
  <role rolename="manager-status"/>
  <role rolename="manager-gui"/>
  <user username="tomcat" password="123456" roles="tomcat,manager-gui,manager-status"/>
2.新建conf/Catalina/localhost/manager.xml配置允许的远程连接
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Context privileged="true" antiResourceLocking="false"
        docBase="$(catalina.home)/webapps/manager">
  <Valve className="org.apache.catalina.valves.RemoteAddrValve"
        allow="127.0.0.1" />
</Context>
远程连接将allow="127.0.0.1"修改为allow="^.*$"，浏览器中输入http://127.0.0.1:8080/manage或对应的 IP，用户名密码为tomcat-users.xml中所设置的
3.重启 Tomcat 服务

3.psi-probe 监控

psi-probe下载地址

下载后进入psi-probe-master目录，执行：
mvn clean package -Dmaven.test.skip
将 web/target/probe.war放到 Tomcat 的 webapps 目录下，同样需要conf/tomcat-users.xml和conf/Catalina/localhost/manager.xml中的配置（可保持不变），启动 Tomcat 服务
浏览器中输入http://127.0.0.1:8080/probe或对应的 IP，用户名密码为tomcat-users.xml中所设置的

4.Tomcat 调优

1.线程优化（webapps/docs/config/http.html）：

maxConnections： 最大链接数现在nio 1w，之前apr8192
acceptCount   ：最大排队数，超过最大连接数后的队列 默认100
maxThreads  ： 工作线程，最大并发
minSpareThreads ：最小空闲线程，不能设置太小

2.配置优化（webapps/docs/config/host.html）：

autoDeploy： 周期性检查是否有新应用部署，默认true，生产千万不能true
enableLookups（http.html）：默认false，千万不能true
reloadable（context.html）：默认false，千万不要true
protocol="org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol"   8.5以后nio
apr用于大并发  比较合适
Session 优化：
如果是 JSP, 可以禁用原生 Session=false
session放在redis

3.补充：APR 配置

yum install -y apr-devel openssl-devel
cd tomcat/bin
tar -zxvf tomcat-native.tar.gz
cd tomcat-native-1.2.17-src/native/
./configure --with-apr=/usr/bin/apr-1-config --with-java-home=/usr/lib/jvm/java-1.8.0 --with-ssl=yes
make && make install
vi tomcat/bin/setenv.sh
export CATALINA_OPTS=”$CATALINA_OPTS -Djava.library.path=/usr/local/apr/lib”
#vi tomcat/conf/server.xml
<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />
 修改为
<Connector port="8080" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />
<Listener className="org.apache.catalina.core.AprLifecycleListener" SSLEngine="on" />

5.Nginx 性能监控与调优

1.Nginx 安装

添加 yum 源（/etc/yum.repos.d/nginx.repo）

[root@localhost Desktop]# vi /etc/yum.repos.d/nginx.repo
[nginx]
name=nginx repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/x86_64/     #7为当前centos的版本号
gpgcheck=0
enabled=1
[root@localhost Desktop]# yum install -y nginx

关闭80端口防火墙，打开nginx

[root@localhost nginx]# iptables -I INPUT -p tcp --dport 80 -j ACCEPT
[root@localhost nginx]# nginx
[root@localhost nginx]# ps -ef | grep nginx
root      12178      1  0 01:25 ?        00:00:00 nginx: master process nginx
nginx     12180  12178  0 01:25 ?        00:00:00 nginx: worker process
root      12192  11673  0 01:25 pts/0    00:00:00 grep --color=auto nginx

开启

1	[root@localhost nginx]# nginx

重启

1	[root@localhost nginx]# nginx -s reload

停止

1	[root@localhost nginx]# nginx -s stop

查看编译参数

nginx -v

默认配置文件

1 2	/etc/nginx/nginx.conf 注意：配置反向代理要关闭selinux，setenforce 0

取消注释

1	cat default.conf \| grep -v "#'

2.ngx_http_stub_status 监控连接信息

[root@localhost Desktop]# cd /etc/nginx
[root@localhost nginx]# cd conf.d/
[root@localhost conf.d]# ll
total 4
-rw-r--r--. 1 root root 1093 Nov  6 05:54 default.conf
[root@localhost conf.d]# vi default.conf
添加
location = /nginx_status {
    stub_status on;
    access_log off;
    allow 127.0.0.1;
    deny all;
}
重启
[root@localhost conf.d]# nginx -s reload
查看连接信息
[root@localhost conf.d]# wget http://127.0.0.1/nginx_status
--2018-11-12 19:46:04--  http://127.0.0.1/nginx_status
Connecting to 127.0.0.1:80... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 200 OK
Length: 97 [text/plain]
Saving to: ‘nginx_status’
100%[======================================>] 97          --.-K/s   in 0s
2018-11-12 19:46:04 (5.45 MB/s) - ‘nginx_status’ saved [97/97]
[root@localhost conf.d]# cat nginx_status
Active connections: 1     当前活动连接数 包含正在等待的连接  并发数
server accepts handled requests
 7 7 7
Reading: 0当前正在发生请求  Writing: 1 nginx相应写回客户端的连接数
Waiting: 0    当前空闲的连接数

2.ngxtop

ngxtop

安装 python-pip
yum install epel-release
yum install python-pip
 安装 ngxtop
pip install ngxtop
指定配置文件，查询具体访问：ngxtop -c /etc/nginx/nginx.conf
查询状态是200：ngxtop -c /etc/nginx/nginx.conf -i 'status == 200'
查询访问最多 ip：ngxtop -c /etc/nginx/nginx.conf -g remote_addr
ngxtop查询访问最多 ip

3.nginx-rrd 图形化监控

nginx-rrd 依赖于前面的ngx_http_stub_status
安装 php
yum install php php-gd php-soap php-mbstring php-xmlrpc php-dom php-fpm -y
Ngnix融合 php-fpm(/etc/php-fpm.d/www.conf)
修改
[root@localhost nginx]# vi /etc/php-fpm.d/www.conf
user = nginx
; RPM: Keep a group allowed to write in log dir.
group = nginx
启动 php-fpm
[root@localhost nginx]# systemctl start php-fpm
[root@localhost nginx]# netstat -nat | grep 9000
tcp        0      0 127.0.0.1:9000          0.0.0.0:*               LISTEN
 修改 Nginx 配置文件
  [root@localhost nginx]# vi /etc/nginx/conf.d/default.conf
  加入
location ~ .php$ {
    root           /usr/share/nginx/html;
    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
    fastcgi_index  index.php;
    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  $document_root/$fastcgi_script_name;
    include        fastcgi_params;
}

新建php文件查看php是否安装成功

[root@localhost nginx]# cd /usr/share/nginx/html
[root@localhost html]# vi index.php
<?php phpinfo(); ?>
关闭防火墙
systemctl stop firewalld
访问 http://192.168.81.128/index.php 检测配置是否成功

安装 rddtool 相关依赖

1
2
3

[root@localhost html]# yum install perl rrdtool perl-libwww-perl libwww-perl perl-rrdtool -y
移动文件到当前文件
[root@localhost tmp]# mv /usr/share/nginx/html/nginx-rrd-0.1.4.tgz .

安装 nginx-rdd

wget http://soft.vpser.net/status/nginx-rrd/nginx-rrd-0.1.4.tgz
tar zxvf nginx-rrd-0.1.4.tgz
cd nginx-rrd-0.1.4
cp usr/sbin/* /usr/sbin     # 复制主程序文件到 /usr/sbin 下
cp etc/nginx-rrd.conf /etc  # 复制配置文件到 /etc 下
cp html/index.php /usr/share/nginx/html/

 修改配置(vi /etc/nginx-rrd.conf)
RRD_DIR="/usr/share/nginx/html/nginx-rrd";
WWW_DIR="/usr/share/nginx/html";
添加定时任务
[root@localhost nginx-rrd-0.1.4]# crontab -e
*  * * * * /bin/sh /usr/sbin/nginx-collect
*/1 * * * * /bin/sh /usr/sbin/nginx-graph
 查看定时任务执行情况
tail -f /var/log/cron
ab 压测（未安装 yum -y install httpd-tools）
ab -n 10000 -c 10 http://127.0.0.1/index.html
访问 http://192.168.81.128/index.php 即可得到如下这种图形化界面：

4.Nginx 优化

4.配置线程数和并发数

增加工作线程数和并发连接数
[root@localhost /]# vi /etc/nginx/nginx.conf
worker_processes  4; # 一般CPU 是几核就设置为几 也可以设置成auto
events {
    worker_connections  10240; # 每个进程打开的最大连接数，包含了 Nginx 与客户端和 Nginx 与 upstream 之间的连接
    multi_accept on; # 可以一次建立多个连接
    use epoll;   #epoll这种网络模型
}
查看nginx 语法是否正确
[root@localhost /]# nginx -t
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
启用长连接
[root@localhost /]# vi /etc/nginx/nginx.conf
配置反向代理
upstream server_pool{
    server localhost:8080 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
    server localhost:8081 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
    keepalive 300; # 300个长连接 提高效率
}
配置反向代理服务
location / {
    proxy_http_version 1.1;
    proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
    proxy_set_header Connection "upgrade";
    proxy_pass http://server_pool;  #所有请求都代理给server_pool
}
配置压缩
gzip on;
gzip_http_version 1.1;
gzip_disable "MSIE [1-6].(?!.*SV1)";
gzip_proxied any;
gzip_types text/plain text/css application/javascript application/x-javascript application/json application/xml application/vnd.ms-fontobject application/x-font-ttf application/svg+xml application/x-icon;
gzip_vary on;
gzip_static on;
操作系统优化
 配置文件/etc/sysctl.conf
sysctl -w net.ipv4.tcp_syncookies=1 # 防止一个套接字在有过多试图连接到时引起过载
sysctl -w net.core.somaxconn=1024 # 默认128，操作系统连接队列
sysctl -w net.ipv4.tcp_fin_timeout=10 # timewait 的超时时间
sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_reuse=1 # os 直接使用 timewait的连接
sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_recycle=0 # 回收禁用
 /etc/security/limits.conf
           hard    nofile            204800
            soft    nofile             204800
            soft    core             unlimited
             soft    stack             204800
其它优化
sendfile    on; # 减少文件在应用和内核之间拷贝
tcp_nopush  on; # 当数据包达到一定大小再发送
tcp_nodelay off; # 有数据随时发送

6.JVM层GC调优

jvm虚拟机规范

1.运行时数据区：

程序计数器 PC Register
虚拟机栈 JVM Stacks
堆 Heap（java虚拟机所管理内存中最大的一块，存放对象实例）
方法区 Method Area（线程共享的内存区域，存储类信息，常量，静态常量，编译器编译后的代码）
常量池 Run-Time Constant Pool
本地方法栈 Native Method Stacks

2.常用参数：

-Xms 最小堆内存 -Xmx最大堆内存
-XX:NewSize 新生代大小 -XX:MaxNewSize最大新生代大小
-XX:NewRatio new和old的比例 -XX:SurvivorRatio survivor和edn的比例
-XX:MetaspaceSize -XX:MaxMetaspaceSize   一般调大
-XX:+UseCompressedClassPointers 是否启用压缩类指针
-XX:CompressedClassSpaceSize
-XX:InitialCodeCacheSize
-XX:ReservedCodeCacheSize

3.垃圾回收算法

java自动垃圾回收
思想：枚举根节点，做可达性分析
根节点：类加载器、Thread、虚拟机栈的本地变量表、static 成员、常量引用、本地方法栈的变量
算法：标记清除、复制、标记整理、分带垃圾回收
jvm垃圾回收yong区用复制算法old区用标记清除或者标记整理
对象分配：对象优先在 Eden 区分配、大对象直接进入Old 区(-XX:PretenureSizeThreshold)、长期存活对象进入 Old 区(-XX:MaxTenuringThreshold, -XX:+PrintTenuringDistribution, -XX:TargetSurvivorRatio

4.垃圾收集器

常见配置示例(bin/catalina.sh)

PARALLEL_OPTION="-XX:+UseParallelGC -XX:+UseParallelOldGC -XX:MaxGCPauseMillis=200 -XX:GCTimeRatio=99"
CMS_OPTION="-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5"
G1_OPTION="-XX:+UseG1GC -XX:+UseStringDeduplication -XX:StringDeduplicationAgeThreshold=3 -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:MaxGCPauseMillis=200"
JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS $CMS_OPTION -Xms128M -Xmx128M -XX:MetaspaceSize=128M -XX:MaxMetaspaceSize=128M -XX:+UseCompressedClassPointers"
串行收集器 Serial:：Serial, Serial Old (-XX:+UseSerialGC -XX:+UseSerialOldGC)
并行收集器 Parallel（吞吐量优先, Server 模式默认收集器）：Parallel Scavenge, Parallel Old (-XX:+UseParallelGC, -XX:+UseParallelOldGC)
-XX:ParallelGCThreads=<N> 多少个 GC 线程（CPU> 8 N=5/8; CPU<8 N=CPU）
Parallel Collector Ergonomics:
-XX:MaxGCPauseMillis=<N>
-XX:GCTimeRatio=<N>
-Xmx<N>
动态内存调整
-XX:YoungGenerationSizeIncrement=<Y>
-XX:TenuredGenerationSizeIncrement=<T>
-XX:AdaptiveSizeDecrementScaleFactor=<D>
并发收集器 Concurent（停顿时间优先）：CMS (-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC), G1(-XX:UseG1GC)
停顿时间：垃圾收集器做垃圾回收中断应用执行的时间。
-xx:MANGCPauseMillis
吞吐量：花在垃圾收集的时间和花在应用时间的占比。-xx:GCTimeRatui=<n>,垃圾收集时间占：1/1+n 吞吐量最大的时候停顿时间最小最好

CMS

并发收集，低停顿，低延迟，老年代收集器
1. CMS initial mark: 初始标记 Root, STW
2. CMS concurrent mark：并发标记
3. CMS-concurrent-preclean：并发预清理
4. CMS remark：重新标记，STW
5. CMS concurrent sweep：并发清除
6. CMS-concurrent-reset：并发重置
缺点：CPU 敏感、产生浮动垃圾和空间碎片
相关参数：
-XX:ConcGCThreads：并发的 GC 线程数
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：FullGC 之后做压缩
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：多少次 FullGC之后压缩一次
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction：触发 FullGC
-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly：是否动态可调
-XX:+CMSScavengeBeforeRemark：FullGC之前先做 YGC
-XX:+CMSClassUnloadingEnable：启用回收Perm 区

iCMS
适用于单核或者双核
G1 Collector(JDK 7开始，推荐使用）新生代和老生代收集器
G1的几个概念
Region
SATB：Snapshot-At-The-Beginning，它是通过 Root Tracing 得到的，GC 开始时候存活对象的快照。
RSet：记录了其他 Region中的对象引用本 Region 中对象的关系，属于 points-into 结构(谁引用了我的对象)
YoungGC
新对象进入 Eden 区
存活对象拷贝到Survivor 区
存活时间达到年龄阈值时，对象晋升到 Old 区
MixedGC
不是 FullGC，回收所有的 Young和所有的 Old
global concurrent marking

Initial marking phase: 标记 GC Root, STW
Root region scanning phase：标记存活 Region
Concurrent marking phase：标记存活的对象
Remark phase：重新标记，STW
Cleanup phase：部分 STW

MixedGC时机
InitiatingHeapOccupancyPercent
G1HeapWastePercent
G1MixedGCLiveThresholdPercent Old区的region被回收时候存活对象占比
G1MixedGCCountTarget 一次global concurrent marking 之后最多执行mixed gc 的次数
G1OldGCSetRegionThresholdPercent 一次mixed GC中能被选入cset的最多old区的region数量
-XX:+UseG1GC 开启 G1
-XX:G1HeapRegionSize=n， Region 的大小，1-32M，最多2048个
-XX:MaxGCPauseMillis=200 最大停顿时间
-XX:G1NewSizePercent、-XX:G1MaxNewSizePercent
-XX:G1ReservePercent=10 保留防止 to space溢出
-XX:ParallelGCThreads=n SWT线程数并行
-XX:ConcGCThreads=n 并发线程数=1/4*并行

最佳实践
年轻代大小：避免使用-Xmn, -XX:NewRatio 等显式 Young 区大小，会覆盖暂停时间目标
暂停时间目标：暂停时间不要太严苛，其吞吐量目标是90%的应用程序时间和10%的垃圾回收时间，太严苛会直接影响到吞吐量

需要切换到 G1的情况：

50%以上的堆被存活对象占用
对象分配和晋升的速度变化非常大
垃圾回收时间特别长，超过了1秒

查看方法：jinfo -flag xxx

并行：多条垃圾收集线程并行工作，但用户线程处于等待状态
并发：用户线程与垃圾收集线程同时执行（或交替执行）

如何选择垃圾收集器

优先调整堆的大小让服务器自己来选择
如果内存小于100m，使用串行收集器
如果是单核，并且没有停顿时间的要求，串行或者jvm自己选
如果允许停顿时间超过1s，选择并行或者jvm自己选
如果响应时间最重要，并且不能超过1s，使用并发收集器

5.可视化 GC 日志分析工具

打印日志相关参数：

-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:$CATALINA_HOME/logs/gc.log -XX:+PrintHeapAtGC -XX:+PrintTenuringDistribution
例（默认为 ParallelGC, 其它的添加-XX:+UseConcMarkSweepGC或-XX:+UseG1GC即可）：
JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:$CATALINA_HOME/logs/gc.log"
CMS日志格式
G1日志格式
[在线工具gceasy](http://gceasy.io/)
访问 GCeasy 官网导入日志即可获取可视化分析及优先建议

GCViewer

1	mvn clean package -Dmaven.test.skip 生成 jar包，双击执行，导入日志即可进入图形化分析页面

Tomcat 的 GC 调优实战
ParallelGC调优

1
2
3

设置 Metaspace 大小 -XX:MetaspaceSize=64M -XX:MaxMetaspaceSize=64M
添加吞吐量和停顿时间参数 -XX:GCTimeRatio=99 -XX:MaxGCPauseMillis=100
修改动态扩容增量 -XX:YoungGenerationSizeIncrement=30

G1 GC 最佳实践

1
2
3

-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent: Use to change the marking threshold.
-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent and -XX:G1HeapWastePercent: Use to change the mixed garbage collection decisions.
-XX:G1MixedGCCountTarget and -XX:G1OldCSetRegionThresholdPercent: Use to adjust the CSet for old regions.

jvm内存调优官方文档

7.JAVA代码层调优

最终代码：monitor_tuning
JVM字节码指令与 javap
javap

1 2	cd monitor_tuning/target/classes/org/alanhou/monitor_tuning/chapter8/ javap -verbose Test1.class > Test1.txt 即可保存字节码文件

常量池
 字段描述符
 方法描述符
 字节码指令
i++与++i，字符串拼接+原理
javap -verbose SelfAdd.class > SelfAdd.txt
通过对 f1()和 f2()的字节码，我们得出结论 i++和++i 的执行效果完全相同

public static void f1();
  descriptor: ()V
  flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
  Code:
    stack=2, locals=1, args_size=0
       0: iconst_0
       1: istore_0
       2: goto          15
       5: getstatic     #25                 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       8: iload_0
       9: invokevirtual #31                 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
      12: iinc          0, 1
      15: iload_0
      16: bipush        10
      18: if_icmplt     5
      21: return

其他代码优先方法
字符串拼接+

1
2
3

javap -verbose StringAdd.class >StringAdd.txt
通过字节码可以看出+拼接符效率要低于 append
for循环每次要new一个stringbuffer

Try-Finally
javap -verbose TryFinally.class >TryFinally.txt
Constant variable(final)
javap -verbose StringConstant.class >StringConstant.txt
jvm是基于栈的架构
常用代码优化方法

尽量重用对象，不要循环创建对象，比如:for 循环字符串拼接(不在 for中使用+拼接，先new 一个StringBuilder再在 for 里 append)

容器类初始化的地时候指定长度（扩容比较耗时）

1 2	List<String> collection = new ArrayLIst<String>(5); Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(32);

ArrayList（底层数组）随机遍历快，LinkedList（底层双向链表）添加删除快只需移动一个指针，hashmap底层数组+链表
集合遍历尽量减少重复计算

使用 Entry 遍历 Map

for(Map.Entry<String,String>entry:map.entrySet()){
    String key=entry.getKey();
    String value=entry.getValue();
}

大数组复制使用System.arraycopy
尽量使用基本类型而不是包装类型
Integer底层使用缓存，因为没有1000没有缓存，所以要new
不要手动调用 System.gc()
及时消除过期对象的引用，防止内存泄漏
尽量使用局部变量，减小变量的作用域
尽量使用非同步的容器ArraryList vs. Vector（建议使用ArraryList）手动加锁
尽量减小同步作用范围, synchronized 方法 vs. 代码块（建议synchronized 方法）
用ThreadLocal 缓存线程不安全的对象，SimpleDateFormat
尽量使用延迟加载
尽量减少使用反射，必须用加缓存
尽量使用连接池、线程池、对象池、缓存
及时释放资源， I/O 流、Socket、数据库连接
慎用异常，不要用抛异常来表示正常的业务逻辑
String 操作尽量少用正则表达式
日志输出注意使用不同的级别
日志中参数拼接使用占位符
log.info(“orderId:” + orderId); 不推荐
log.info(“orderId:{}”, orderId); 推荐（没有字符串拼接）

课程链接：https://coding.imooc.com/class/241.html

查看评论