系统优化怎么做-JVM优化之开篇

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

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

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。

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。

• MySql死锁

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。