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学JAVA前c需要如何打基础



文章目录

  • 前言
  • 一、了解JVM常用命令行参数
  • 1、命令行参数概述
  • 2、常用命令
  • 3、通过案例学命令行参数(Linux)
  • 4、区分概念
  • 二、GC日志详解
  • 1、打印详细日志
  • 2、日志描述
  • 3、解析案例
  • 三、调优前的基础概念
  • 四、调优是什么?
  • 五、调优1:JVM规划和预调优
  • 1、涨知识时刻
  • 2、概述
  • 3、案例1:垂直电商,最高每日百万订单,处理订单系统需要什么样的服务器配置?
  • 4、案例2:12306遭遇春节大规模抢票应该如何支撑?
  • 六、调优2:优化JVM运行环境(慢、卡顿)
  • 1、三个问题
  • 2、问题1:扩展了硬件,为什么更慢了
  • 3、问题2:系统CPU经常100%,如何调优?(面试高频、美团问过)
  • 4、问题3:系统内存飙高,如何查找问题?(面试高频)
  • 5、如何监控JVM?
  • 七、调优3:解决JVM运行出现的各种问题*
  • 1、风险评控-测试
  • a、案例-代码
  • b、定位线程占用CPU高的案例*
  • i、项目启动命令1
  • ii、top命令:找到高内存的进程号(pid)。
  • iii、jstack:定位具体的线程
  • iv、jps命令:打印java 的相关进程
  • v、阿里规范:线程名要有意义
  • vi、jinfo:进程的虚拟机详细信息
  • vii、jstat命令:动态观察gc情况
  • viii、jmap命令:查找有多少对象产生
  • ix、项目启动命令2(新增HeapDump参数)
  • x、dump文件分析:jhat /jvisualvm/MAT
  • c、作业:1:写一个死锁程序,用jstack观察 2 :写一个程序,一个线程持有锁不释放,其他线程等待
  • 2、jconsole远程连接(图形监控)
  • 3、jvisualvm远程连接(了解即可)
  • 4、jprofiler (收费)
  • 5、阿里的arthas在线排查工具
  • a、描述
  • b、为什么需要在线排查?
  • c、jvm命令:观察jvm信息
  • d、thread命令:定位线程问题
  • e、dashboard命令:实时观察系统情况
  • f、heapdump命令:等价于 jmap 命令
  • g、jhat(JDK自带)命令:分析 dump文件
  • h、jad命令:反编译
  • i、redefine命令:热替换
  • i、案例测试-目的
  • ii、代码
  • iii、启动Arthas ,监控TT小程序
  • iv、重新修改、编译T.java
  • v、redefine热编译
  • vi、结果执行
  • j、sc命令:查看 JVM 已加载的类信息
  • k、watch 命令:函数执行数据观测

前言

  • 本博客主要讲了:
  1. JVM常用命令行参数
  2. GC日志的详解
  3. 调优三大层面的细节

一、了解JVM常用命令行参数

JVM调优第一步,了解JVM常用命令行参数

1、命令行参数概述

  • JVM的命令行参数参考(只有8版本):https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/java.html
  • HotSpot参数分类

标准: - 开头,所有的HotSpot都支持
非标准:-X 开头,特定版本HotSpot支持特定命令
不稳定:-XX 开头,下个版本可能取消

2、常用命令

  1. :查看java 的版本
  2. :查看java 非标准的、特定HotSpot的特定命令
  3. 。(Linux过滤查找)
  • :查看jvm默认参数
  1. 是打印所有的默认参数设置
  2. 是打印最终值,如果某个默认值被新值覆盖,显示新值
  3. 是打印命令行参数。

3、通过案例学命令行参数(Linux)

 
  1. :查看JVM详细信息
  2. = ParNew + CMS + Serial Old
  3. :最终参数值
  4. : HelloGC是测试类
  • :n是new,新生代的大小
  • :设置 heap 初始化大小
  • :设置 heap 最大值 (与初始值一般设置同大小值)
  • :打印命令行参数
  • :打印GC回收信息
  1. 其他几个详细信息
  • :GC详细信息
  • :GC时间
  • :GC原因

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_学习

8.

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_jvm_02

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_java_03

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_学习_04

9. 默认参数值

10. 最终参数值

11. 找到对应的参数

* :找与GC相关的命令行参数

4、区分概念

内存泄漏memory leak,内存溢出out of memory

  • 问题:
  • 1)有对象应该是要被标记成垃圾回收的,但是因为还有引用指向该对象,从而该对象一直没被清除,实际已经没有代码块要使用了。存在这种对象时就可以说是内存泄漏了嘛?
  • 2)同时是不是内存泄漏的对象一多了之后,就会产生内存溢出的问题?
  • 3)如果一个对象new的时候,就比堆内存老年代都要大,是不是就直接报内存溢出?
  • 解释:
  • 在Java中,内存泄漏就是存在一些被分配的对象,这些对象有下面两个特点,首先,这些对象是可达的,即在有向图中,存在通路可以与其相连;其次,这些对象是无用的,即程序以后不会再使用这些对象。如果对象满足这两个条件,这些对象就可以判定为Java中的内存泄漏,这些对象不会被GC所回收,然而它却占用内存。

二、GC日志详解

1、打印详细日志

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_jvm_05

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_学习_06

2、日志描述

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_学习_07

  • 命令 ,如下所示
  1. 意思就是 time 命令执行的情况 在 态、态、(总)态,各占用多长时间。

3、解析案例

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_jvm_05

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_学习_06

heap dump信息解刨如下:

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_学习_10

三、调优前的基础概念

  • 两个概念
  1. :用户代码时间 /(用户代码执行时间 + 垃圾回收时间)
  2. : 越短,响应时间越好
  • 所谓调优,首先确定,追求啥?还是在满足一定的响应时间的情况下,要求达到多大的吞吐量
  • 问题:
  • 如果是科学计算:吞吐量 优先。
  • 如果是数据挖掘,thrput(吞吐量)优先。
  • 吞吐量优先
  • 一般选:(PS + PO)版本
  • 响应时间优先(网站类型)
  • 一般选 GUI API (1.8版本选择 G1)

四、调优是什么?

  1. 根据需求进行
  2. 优化运行JVM运行环境(慢,卡顿)
  3. 解决JVM运行过程中出现的各种问题(OOM是其中一部分)

从下面三个章节开始细讲:

五、调优1:JVM规划和预调优

1、涨知识时刻

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_JVM_11

2、概述

  • 调优,从业务场景开始,没有业务场景的调优都是耍流氓
  • 无监控(压力测试,能看到结果),不调优
  • 步骤:
  1. 熟悉业务场景(没有最好的垃圾回收器,只有最合适的垃圾回收器)(以下两个更看重哪个)
  1. 响应时间、停顿时间 [CMS G1 ZGC] (需要给用户作响应)
  2. 吞吐量 = 用户时间 /( 用户时间 + GC时间) [PS]
  1. 选择回收器组合
  2. 计算内存需求(经验值 1.5G 16G)
  3. 选定CPU(越高越好)
  4. 设定年代大小、升级年龄
  5. 设定日志参数
  1. 生产环境产出的日志参数:
  • 指定文件名和路径
  • :GC文件循环使用
  • :GC日志文件为5个
  • :每个GC文件大小为20M
  • :打印GC详细信息
  • :GC时间戳
  • :GC原因
  • 一共五个日志文件,每个20M,共100M。
  1. 或者每天产生一个日志文件(不可以的,每天的日志量太大,不好差)
  1. 观察日志情况

3、案例1:垂直电商,最高每日百万订单,处理订单系统需要什么样的服务器配置?

  • 问:垂直电商,最高每日百万订单,处理订单系统需要什么样的服务器配置?
  1. 这个问题不太专业,因为垂直电商不可能做到每日百万订单。
  2. 遇到这种问法时,还是需要去分析。比如考虑高峰访问量,假设一小时产生36w订单,即100订单/秒,高峰就再次假设1000订单/秒。
  3. 。假设一个订单对象为512k,1000订单总和是500M左右。
  4. 这样新生代设置500M就可以,当然250M也可以,多回收几次就行。所以此时一般有响应时间要求,即在多少响应时间(比如100ms)内进行设计,然后进行压测。

4、案例2:12306遭遇春节大规模抢票应该如何支撑?

  • 问:12306遭遇春节大规模抢票应该如何支撑?
  1. 12306应该是中国并发量最大的秒杀网站:号称并发量100W最高
    一般先从CDN开始,在全国做不同的CDN缓存,接下来是一堆的LVS,接下来就是NGINX,接下来就是Tomcat等服务器。
  2. Redis可以撑得住单机1w并发。
  3. 普通电商订单 -> 下单 ->订单系统(IO)减库存 ->等待用户付款
  4. 此外,架构设计也是和业务逻辑紧密相关的。
  • 在商城付款流程中,普通电商订单 -> 下单 ->订单系统(IO)减库存,减库存和订单的生成应该是异步进行的,最后一步是用户付款。
  • 在具体的功能模块,比如订单生成,最后还会把压力压到一台服务器,可以做分布式本地库存 + 单独服务器做库存均衡。
  • 怎么得到一个事务会消耗多少内存?
  1. 弄台机器,看能承受多少TPS?是不是达到目标?扩容或调优,让它达到
  2. 用压测来确定

六、调优2:优化JVM运行环境(慢、卡顿)

1、三个问题

  1. 有一个50万PV的资料类网站(从磁盘提取文档到内存)原服务器32位,1.5G的堆,用户反馈网站比较缓慢,因此公司决定升级,新的服务器为64位,16G的堆内存,结果用户反馈卡顿十分严重,反而比以前效率更低了。
  • 问题:为什么?如何优化?
  1. 系统CPU经常100%,如何调优?(面试高频)
  2. 系统内存飙高,如何查找问题?(面试高频)

2、问题1:扩展了硬件,为什么更慢了

有一个50万PV的资料类网站(从磁盘提取文档到内存)原服务器32位,1.5G的堆,用户反馈网站比较缓慢,因此公司决定升级,新的服务器为64位,16G的堆内存,结果用户反馈卡顿十分严重,反而比以前效率更低了。

  • 问题:为什么?
  • 很多用户浏览数据,很多数据load到内存,内存不足,,。
  • 为什么会更卡顿?
  • 内存越大,YGC频率变低(好事);因为空间变大,所以STW变长。 时间越长
  • 如何优化?
  • 改变垃圾回收器:(JDK1.8) 改成 或者

3、问题2:系统CPU经常100%,如何调优?(面试高频、美团问过)

  • 系统CPU经常100%,如何调优?(面试高频、美团问过)
  • 我之前写过一篇文章,就是解决这个问题的
    Java面试题之cpu占用率100%,进行定位和解决
  • CPU100%那么一定有线程在占用系统资源,
  1. 找出哪个进程cpu高()
  2. 该进程中的哪个线程cpu高()
  3. 导出该线程的堆栈 ()
  4. 查找哪个方法(栈帧)消耗时间 ()
  5. 工作线程占比高 | 垃圾回收线程占比高

4、问题3:系统内存飙高,如何查找问题?(面试高频)

  • 系统内存飙高,如何查找问题?(面试高频)
  1. 导出堆内存 ()
  2. 分析 ( … )
  3. (j开头的工具都是JDK自带的)

5、如何监控JVM?

  1. :收费
  2. :阿里的

七、调优3:解决JVM运行出现的各种问题*

无监控,不调优

1、风险评控-测试

a、案例-代码

 

b、定位线程占用CPU高的案例*

i、项目启动命令1
  1. 在jvm路径下的终端中:
  2. 一般是运维团队首先受到报警信息(CPU Memory)
ii、top命令:找到高内存的进程号(pid)。
  1. 命令观察到问题:内存不断增长 CPU占用率居高不下。找到高内存的pid进程号。
    Mac:内存占了46.7%,在越来越大。
  2. java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_jvm_12

  3. :打印进程里的所有线程。观察线程,看哪个线程CPU和内存占比高。正常来说占CPU比较多的是垃圾回收的线程比较多,因为垃圾太多回收不过来了,每次只能回收一点点。
iii、jstack:定位具体的线程
  1. :查看使用方法。可以定位具体的线程,查看问题。注意:
  2. java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_java_13

  3. :会把都给打印出来。
    最开始的线程,这里起了50个线程,所以这里是50开始的,倒序的。
    还有一个点,需要看 。
  4. java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_调优_14

  5. 最后的线程,中间省略啦。
    :处理引用,JVM内部的线程。
    :垃圾回收线程。
    在往下都是垃圾回收的线程。
  6. java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_学习_15

    java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_jvm_16

  7. : 定位线程状况,重点关注:WAITING、BLOCKED
    eg.
    很重要意思就是:waiting 正在等待这把锁的释放,
    :会将进程里的所有线程都给列举出来。
    假如有一个进程中100个线程,很多线程都在 ,一定要找到是哪个线程持有这把锁
    怎么找? 搜索 的信息,找 ,看哪个线程持有这把锁RUNNABLE
    作业:1:写一个死锁程序,用jstack观察 2 :写一个程序,一个线程持有锁不释放,其他线程等待
iv、jps命令:打印java 的相关进程
  1. :java 的 ps,打印java 的相关。即定位具体java进程。(win、Linux 都行)
v、阿里规范:线程名要有意义
  1. 为什么阿里规范里规定,线程的名称(尤其是线程池)都要写有意义的名称?
    答:创建线程或者线程池时请指定有意义的线程名称,方便出错时回溯。
 
  1. 怎么样自定义线程池里的线程名称?
    答:(自定义ThreadFactory)
vi、jinfo:进程的虚拟机详细信息
  1. :打印进程的虚拟机详细信息。


    等等。
vii、jstat命令:动态观察gc情况
  1. :(不好用,可视化不好用)动态观察gc情况 / 阅读GC日志发现频繁GC。好用的工具:(下面一一讲解了)
    : 每个500个毫秒打印GC的情况。
  2. java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_调优_17

  3. 如果面试官问你是怎么定位OOM问题的?如果你回答用图形界面(错误)
  • 已经上线的系统不用图形界面,用什么?(用 cmdline(在远程服务器就可以看)、 arthas(阿里的)
  • 图形界面到底用在什么地方?测试!测试的时候进行监控!(压测观察)
viii、jmap命令:查找有多少对象产生
  1. ,查找有多少对象产生
  2. :jmap命令:https://www.jianshu.com/p/a4ad53179df3。线上系统,内存特别大,jmap执行期间会对进程产生很大影响,甚至卡顿(电商不适合)
    1:设定了参数HeapDump,OOM的时候会自动产生堆转储文件
    2:很多服务器备份(高可用),停掉这台服务器对其他服务器不影响
    3:在线定位(一般小点儿公司用不到)

这个命令执行,JVM会将整个heap的信息dump写入到一个文件,heap如果比较大的话,就会导致这个过程比较耗时,并且执行的过程中为了保证dump的信息是可靠的,所以会暂停应用, 线上系统慎用。

ix、项目启动命令2(新增HeapDump参数)
x、dump文件分析:jhat /jvisualvm/MAT
  1. 使用MAT / jhat /jvisualvm 进行dump文件分析
    https://www.cnblogs.com/baihuitestsoftware/articles/6406271.html
  1. 找到代码的问题

c、作业:1:写一个死锁程序,用jstack观察 2 :写一个程序,一个线程持有锁不释放,其他线程等待

2、jconsole远程连接(图形监控)

Linux没有图形化界面,一般都是win链接Linux;一般远程很少使用图像化界面观察得到, 一般可以使用在线跟踪,阿里的arthas,当然远程监控也有用。

jconsole远程连接时,远程需要开一些服务,JMX(Java Manager Extensions,java管理拓展),就是远程管理、监控一些java进程,需要在服务器上的JMX打开。然后用支持的JMX的工具去连接展示即可

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_学习_18

  1. 程序启动加入参数(开启JMX):

java -Djava.rmi.server.hostname=192.168.17.11 -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=11111 -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false 接下来的参数。。。

  1. 全的参数:

java -Djava.rmi.server.hostname=192.168.17.11 -Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=11111 -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false java -Xms200M -Xmx200M -XX:+PrintGC com.mashibing.jvm.c5_gc.T15_FullGC_Problem01

  1. 如果遭遇 Local host name unknown:XXX的错误,修改/etc/hosts文件,把XXX加入进去
  1. 关闭linux防火墙(实战中应该打开对应端口)
  1. windows上打开 jconsole远程连接 192.168.17.11:11111

3、jvisualvm远程连接(了解即可)

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_java_19

  • mac的路径:
  • 我这里以本地具体。页面展示如下:
  1. 概述:参数等信息
  2. 监视:CPU、堆、元空间、类、线程等信息。
  3. 线程
  4. 抽样器:可以看到类的加载大小情况等,右边有字节和实例个数,可以从这里看出来是哪个类导致的OOM。
  5. jprofile

4、jprofiler (收费)

5、阿里的arthas在线排查工具

a、描述

  • Arthas 官网:https://arthas.aliyun.com/doc/,目前最新版本3.6.7,直接在线上服务监控操作,不用远程挂可视化工具的界面。官网很详细,可以仔细观看

b、为什么需要在线排查?

在生产上我们经常会碰到一些不好排查的问题,例如线程安全问题,用最简单的threaddump或者heapdump不好查到问题原因。为了排查这些问题,有时我们会临时加一些日志,比如在一些关键的函数里打印出入参,然后重新打包发布,如果打了日志还是没找到问题,继续加日志,重新打包发布。对于上线流程复杂而且审核比较严的公司,从改代码到上线需要层层的流转,会大大影响问题排查的进度。

c、jvm命令:观察jvm信息

d、thread命令:定位线程问题

  • :定位线程问题

e、dashboard命令:实时观察系统情况

  • : 观察系统情况

f、heapdump命令:等价于 jmap 命令

  • heapdump 使用:https://arthas.aliyun.com/doc/heapdump.html
  • :分析,heapdump等价于 jmap 命令,(能在线定位就不要导出dump文件)。使用 ,查看: ,有时文件太大会导致OOM,通过 jhat查看指定内存的参数,然后使用 ,(jhat是JDK自带的工具;MAT也可以分析dump文件,大多数人使用(下面就是用这个分析的 );还有jvisualvm,这个也很好用

g、jhat(JDK自带)命令:分析 dump文件

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_java_20

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_调优_21

拉到最下面,可以看到 其他查询(other queries),点进去得到类似于jmap的页面,显示了对象最多的类。

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_jvm_22

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_调优_23

还有一个好玩更加强大的是这个自助查询功能。但很少用

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_jvm_24

输出各个类的对象,点进去就是对象的各个详细信息,不大常用

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_学习_25

h、jad命令:反编译

  • :反编译主要用于:
  • 动态代理生成类的问题定位
  • 第三方的类(观察代码)
  • 版本问题(确定自己最新提交的版本是不是被使用)

i、redefine命令:热替换

  • redefine 热替换 主要用于:
    目前有些限制条件:只能改方法实现(方法已经运行完成),不能改方法名, 不能改属性
    案例如下
i、案例测试-目的

目标流程:写了一个TT类,调用T类打印数字1,执行TT类;在不停掉程序TT的情况下,将打印1改为打印2。

ii、代码
 

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_学习_26

iii、启动Arthas ,监控TT小程序

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_JVM_27

iv、重新修改、编译T.java

新建终端,修改T.java ,将输出1 改为输出2;然后重新编译成字节码文件

学JAVA前c需要如何打基础java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_JVM_28

v、redefine热编译

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_调优_29

vi、结果执行
  • 回到程序执行的终端,进行打印。打印出2,说明热编译成功。redefine 命令的注意事项,看文档就可以啦。
  • 现在建议使用 retransform 替换 redefine 命令

j、sc命令:查看 JVM 已加载的类信息

  • https://arthas.aliyun.com/doc/sc.html
  • sc:search class,查看 JVM 已加载的类信息
  • 输出当前类的详细信息,包括这个类所加载的原始文件来源、类的声明、加载的 ClassLoader 等详细信息。
    如果一个类被多个 ClassLoader 所加载,则会出现多次

java自带的什么命令可以列出jvm的性能参数 jvm命令行参数_学习_30

k、watch 命令:函数执行数据观测

  • https://arthas.aliyun.com/doc/watch.html
  • watch - watch method
  • 没有包含的功能:jmap

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