常见面试题之JVM实践(调优)

1. JVM调优的参数可以在哪里设置参数值?

1.1 tomcat的设置vm参数

修改TOMCAT_HOME/bin/catalina.sh文件,如下图:

JAVA_OPTS="-Xms512m -Xmx1024m"

常见面试题之JVM实践(调优)_第1张图片

1.2 springboot项目jar文件启动

通常在linux系统下直接加参数启动springboot项目。

nohup java -Xms512m -Xmx1024m -jar xxxx.jar --spring.profiles.active=prod &

nohup : 用于在系统后台不挂断地运行命令,退出终端不会影响程序的运行。

参数 & :让命令在后台执行,终端退出后命令仍旧执行。

2. 用的JVM调优的参数都有哪些?

对于JVM调优,主要就是调整年轻代、年老大、元空间的内存空间大小及使用的垃圾回收器类型。

https://www.oracle.com/java/technologies/javase/vmoptions-jsp.html

1)设置堆的初始大小和最大大小,为了防止垃圾收集器在初始大小、最大大小之间收缩堆而产生额外的时间,通常把最大、初始大小设置为相同的值。

-Xms:设置堆的初始化大小

-Xmx:设置堆的最大大小

2) 设置年轻代中Eden区和两个Survivor区的大小比例。该值如果不设置,则默认比例为8:1:1。Java官方通过增大Eden区的大小,来减少YGC发生的次数,但有时我们发现,虽然次数减少了,但Eden区满。

的时候,由于占用的空间较大,导致释放缓慢,此时STW的时间较长,因此需要按照程序情况去调优。

-XXSurvivorRatio=3,表示年轻代中的分配比率:survivor:eden = 2:3

3)年轻代和老年代默认比例为1:2。可以通过调整二者空间大小比率来设置两者的大小。

-XX:newSize   设置年轻代的初始大小
-XX:MaxNewSize   设置年轻代的最大大小,  初始大小和最大大小两个值通常相同

4)线程堆栈的设置:每个线程默认会开启1M的堆栈,用于存放栈帧、调用参数、局部变量等,但一般256K就够用。通常减少每个线程的堆栈,可以产生更多的线程,但这实际上还受限于操作系统。

-Xss   对每个线程stack大小的调整,-Xss128k

5)一般来说,当survivor区不够大或者占用量达到50%,就会把一些对象放到老年区。通过设置合理的eden区,survivor区及使用率,可以将年轻对象保存在年轻代,从而避免full GC,使用-Xmn设置年轻代的大小。

6)系统CPU持续飙高的话,首先先排查代码问题,如果代码没问题,则咨询运维或者云服务器供应商,通常服务器重启或者服务器迁移即可解决。

7)对于占用内存比较多的大对象,一般会选择在老年代分配内存。如果在年轻代给大对象分配内存,年轻代内存不够了,就要在eden区移动大量对象到老年代,然后这些移动的对象可能很快消亡,因此导致full GC。通过设置参数:-XX:PetenureSizeThreshold=1000000,单位为B,标明对象大小超过1M时,在老年代(tenured)分配内存空间。

8)一般情况下,年轻对象放在eden区,当第一次GC后,如果对象还存活,放到survivor区,此后,每GC一次,年龄增加1,当对象的年龄达到阈值,就被放到tenured老年区。这个阈值可以同构-XX:MaxTenuringThreshold设置。如果想让对象留在年轻代,可以设置比较大的阈值。

(1)-XX:+UseParallelGC:年轻代使用并行垃圾回收收集器。这是一个关注吞吐量的收集器,可以尽可能的减少垃圾回收时间。

(2)-XX:+UseParallelOldGC:设置老年代使用并行垃圾回收收集器。

9)尝试使用大的内存分页:使用大的内存分页增加CPU的内存寻址能力,从而系统的性能。

-XX:+LargePageSizeInBytes 设置内存页的大小

10)使用非占用的垃圾收集器。

-XX:+UseConcMarkSweepGC老年代使用CMS收集器降低停顿。

3. 说一下JVM调优的工具?

3.1 命令工具

3.1.1 jpsJava Process Status

输出JVM中运行的进程状态信息(现在一般使用jconsole)。

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3.1.2 jstack

查看java进程内线程的堆栈信息。

jstack [option] <pid>  

java案例

package com.dcxuexi.jvm;

public class Application {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        while (true){
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println("哈哈哈");
        }
    }
}

使用jstack查看进行堆栈运行信息。

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3.1.3 jmap

用于生成堆转存快照。

jmap [options] pid 内存映像信息

jmap -heap pid 显示Java堆的信息

jmap -dump:format=b,file=heap.hprof pid

format=b表示以hprof二进制格式转储Java堆的内存
file=用于指定快照dump文件的文件名。

例:显示了某一个java运行的堆信息。

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PS D:\dcbut.coding> jmap -heap 34420
Attaching to process ID 34420, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.191-b12

using thread-local object allocation.
Parallel GC with 8 thread(s)  //并行的垃圾回收器

Heap Configuration:  //堆配置
   MinHeapFreeRatio         = 0  //空闲堆空间的最小百分比
   MaxHeapFreeRatio         = 100  //空闲堆空间的最大百分比
   MaxHeapSize              = 4265607168 (4068.0MB) //堆空间允许的最大值
   NewSize                  = 89128960 (85.0MB) //新生代堆空间的默认值
   MaxNewSize               = 1421869056 (1356.0MB) //新生代堆空间允许的最大值
   OldSize                  = 179306496 (171.0MB)//老年代堆空间的默认值
   NewRatio                 = 2 //新生代与老年代的堆空间比值,表示新生代:老年代=1:2
   SurvivorRatio            = 8 //两个Survivor区和Eden区的堆空间比值为8,表示S0:S1:Eden=1:1:8
   MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB) //元空间的默认值
   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB) //压缩类使用空间大小
   MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB //元空间允许的最大值
   G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB)//在使用 G1 垃圾回收算法时,JVM 会将 Heap 空间分隔为若干个 Region,该参数用来指定每个 Region 空间的大小。

Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space: //Eden使用情况
   capacity = 67108864 (64.0MB)
   used     = 36235792 (34.55714416503906MB)
   free     = 30873072 (29.442855834960938MB)
   53.995537757873535% used
From Space: //Survivor-From 使用情况
   capacity = 11010048 (10.5MB)
   used     = 8700008 (8.296974182128906MB)
   free     = 2310040 (2.2030258178710938MB)
   79.01880173456101% used
To Space: //Survivor-To 使用情况
   capacity = 11010048 (10.5MB)
   used     = 0 (0.0MB)
   free     = 11010048 (10.5MB)
   0.0% used
PS Old Generation  //老年代 使用情况
   capacity = 179306496 (171.0MB)
   used     = 16384 (0.015625MB)
   free     = 179290112 (170.984375MB)
   0.009137426900584795% used

8724 interned Strings occupying 751096 bytes.
PS D:\dcbut.coding>

3.1.4 jhat

用于分析jmap生成的堆转存快照(一般不推荐使用,而是使用Ecplise Memory Analyzer)。

3.1.5 jstat

JVM统计监测工具。可以用来显示垃圾回收信息、类加载信息、新生代统计信息等。

常见参数

①总结垃圾回收统计

jstat -gcutil pid

在这里插入图片描述

字段 含义
S0 幸存1区当前使用比例
S1 幸存2区当前使用比例
E 伊甸园区使用比例
O 老年代使用比例
M 元数据区使用比例
CCS 压缩使用比例
YGC 年轻代垃圾回收次数
YGCT 年轻代垃圾回收消耗时间
FGC 老年代垃圾回收次数
FGCT 老年代垃圾回收消耗时间
GCT 垃圾回收消耗总时间

②垃圾回收统计

jstat -gc pid

在这里插入图片描述

3.2 可视化工具

3.2.1 jconsole

JconsoleJDK自带的监控工具,在JDK/bin目录下可以找到。它用于连接正在运行的本地或者远程的JVM,对正在运行。

用于对jvm的内存,线程,类 的监控,是一个基于jmxGUI性能监控工具。

打开方式:

  • 通过cmd命令行(直接输入jconsole)打开

  • JDK安装目录bin目录下 直接启动 jconsole.exe就行。

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可以内存、线程、类等信息。

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3.2.2 VisualVM:故障处理工具

能够监控线程,内存情况,查看方法的CPU时间和内存中的对 象,已被GC的对象,反向查看分配的堆栈。

打开方式:JDK安装目录bin目录下 直接启动jvisualvm.exe就行。

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监控程序运行情况。

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查看运行中的dump

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查看堆中的信息。

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4. java内存泄露的排查思路?

原因:

如果线程请求分配的栈容量超过java虚拟机栈允许的最大容量的时候,java虚拟机将抛出一个StackOverFlowError异常。

如果java虚拟机栈可以动态拓展,并且扩展的动作已经尝试过,但是目前无法申请到足够的内存去完成拓展,或者在建立新线程的时候没有足够的内存去创建对应的虚拟机栈,那java虚拟机将会抛出一个OutOfMemoryError异常。

如果一次加载的类太多,元空间内存不足,则会报OutOfMemoryError: Metaspace

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1、通过jmap指定打印他的内存快照dump

有的情况是内存溢出之后程序则会直接中断,而jmap只能打印在运行中的程序,所以建议通过参数的方式的生成dump文件,配置如下:

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
-XX:HeapDumpPath=/home/app/dumps/ 指定生成后文件的保存目录

2、通过工具, VisualVMEcplise MAT)去分析dump文件。

VisualVM可以加载离线的dump文件,如下图:

文件–>装入—>选择dump文件即可查看堆快照信息。

如果是linux系统中的程序,则需要把dump文件下载到本地(windows环境)下,打开VisualVM工具分析。VisualVM目前只支持在windows环境下运行可视化

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3、通过查看堆信息的情况,可以大概定位内存溢出是哪行代码出了问题。

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4、找到对应的代码,通过阅读上下文的情况,进行修复即可。

5. CPU飙高排查方案与思路?

1.使用top命令查看占用cpu的情况。

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2.通过top命令查看后,可以查看是哪一个进程占用cpu较高,上图所示的进程为:30978。

3.查看当前线程中的进程信息。

ps H -eo pid,tid,%cpu | grep 30978

pid 进行id

tid 进程中的线程id

% cpu使用率

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4.通过上图分析,在进程30978中的线程30979占用cpu较高。

注意:上述的线程id是一个十进制,我们需要把这个线程id转换为16进制才行,因为通常在日志中展示的都是16进制的线程id名称

转换方式:

linux中执行命令:

printf "%x\n" 30979

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5.可以根据线程id找到有问题的线程,进一步定位到问题代码的源码行号。

执行命令:

jstack 30978   此处是进程id

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6. 面试现场

6.1 JVM调优的参数可以在哪里设置参数值?

我们当时的项目是springboot项目,可以在项目启动的时候,java -jar中加入参数就行了。

6.2 用的JVM调优的参数都有哪些?

嗯,这些参数是比较多的。

我记得当时我们设置过堆的大小,像-Xms-Xmx

还有就是可以设置年轻代中Eden区和两个Survivor区的大小比例。

还有就是可以设置使用哪种垃圾回收器等等。具体的指令还真记不太清楚。

6.3 你们平时调试JVM都用了哪些工具呢?

嗯,我们一般都是使用jdk自带的一些工具,比如:

jps输出JVM中运行的进程状态信息。

jstack查看java进程内线程的堆栈信息。

jmap用于生成堆转存快照。

jstat用于JVM统计监测工具。

还有一些可视化工具,像jconsoleVisualVM等。

6.4 假如项目中产生了java内存泄露,你说一下你的排查思路?

嗯,这个我在之前项目排查过。

第一,可以通过jmap指定打印他的内存快照dump文件,不过有的情况打印不了,我们会设置vm参数让程序自动生成dump文件。

第二,可以通过工具去分析dump文件,jdk自带的VisualVM就可以分析。

第三,通过查看堆信息的情况,可以大概定位内存溢出是哪行代码出了问题。

第四,找到对应的代码,通过阅读上下文的情况,进行修复即可。

6.5 那现在再来说一种情况,就是说服务器CPU持续飙高,你的排查方案与思路?

可以这么做~~

第一可以使用使用top命令查看占用cpu的情况。

第二通过top命令查看后,可以查看是哪一个进程占用cpu较高,记录这个进程id

第三可以通过ps查看当前进程中的线程信息,看看哪个线程的cpu占用较高。

第四可以jstack命令打印进行的id,找到这个线程,就可以进一步定位问题代码的行号。

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