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在這里我會從基於J2EE系統及互聯網架構方面,來談談系統優化的各個方面,干貨滿滿,歡迎訂閱及關注!
前言
Tomcat作為Web應用的服務器，目前絕大多數公司都是用其作為應用服務器的，應用服務器的執行效率會影響系統執行，這里會講Tomcat怎樣進行配置能提高處理性能。另外必須提到對應的JVM參數的優化的一些經驗。
Tomcat運行模式
分3種模式: bio,nio,apr 一般使用nio模式
bio效率低,apr對系統配置有一些比較高的要求
確認Tomcat的運行模式
配置文件 server.xml
<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-" maxThreads="1024" minSpareThreads="512" prestartminSpareThreads="true" />
關鍵配置
maxThreads
最大線程數, 默認是200
minSpareThread
最小活躍線程數, 默認是25
maxQueueSize
最大的等待隊列個數，超過則請求拒絕默認值是Integer.MAX_VALUE ，一般不改變。在某些緊急狀態修復問題需要調整
連接器（Connector）優化
Connector是連接器，負責接收客戶的請求，以及向客戶端回送響應的消息。所以Connector的優化是重要部分。默認情況下 Tomcat只支持200線程訪問，超過這個數量的連接將被等待甚至超時放棄，所以我們需要提高這方面的處理能力。
nio配置- server.xml
<Connector port="14081" protocol="org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol" connectionTimeout="20000" executor="tomcatThreadPool" URIEncoding="UTF-8" compression="on" useBodyEncodingForURI="true" enableLookups="false" redirectPort="14443" />
影響性能配置
- protocol
org.apache.coyote.http11.Http11Protocol- 阻塞式的Java連接器
org.apache.coyote.http11.Http11NioProtocol- 不阻塞Java連接器
org.apache.coyote.http11.Http11AprProtocol- APR / native 連接器
選擇不阻塞ava連接器
- enableLookups
若是你想request.getRemoteHost()的調用履行，以便返回的長途客戶端的實際主機名的DNS查詢，則設置為true。設置為false時跳過DNS查找，並返回字符串的IP地址（從而提高性能）。默認場景下，禁用DNS查找
- compression
設置成on,開啟壓縮
禁用AJP鏈接器
使用Nginx+tomcat的架構，用不着AJP協議，所以把AJP連接器禁用
server.xml注釋掉一下配置
<Connector port="8019" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />
優化JVM
/bin/catalina.sh
修改JAVA_OPTS參數
這里需要參照機器配置，對JVM進行參數優化
JDK1.7
JAVA_OPTS="-Djava.awt.headless=true -Dfile.encoding=UTF-8 -server -Xms512m -Xmx1024m -XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=1024M -XX:PermSize=1024m -XX:MaxPermSize=1024m -XX:+DisableExplicitGC"
JDK1.8
JAVA_OPTS="-Djava.awt.headless=true -Dfile.encoding=UTF-8 -server -Xms1024m -Xmx1024m -XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=1024M -XX:+DisableExplicitGC"
1.8 版本中已經沒有PermSize、MaxPermSize
JAVA8里對metaspace可以在小范圍自動擴展永生代避免溢出。
參數說明
- -Djava.awt.headless
沒有設備、鍵盤或鼠標的模式。
- -Dfile.encoding
設置字符集
- -server
vm的server工作模式，對應的有client工作模式。使用“java -version”可以查看當前工作模式
- -Xms1024m
初始Heap大小，使用的最小內存
- -Xmx1024m
Java heap最大值，使用的最大內存
經驗: 設置Xms大小等於Xmx大小
- -XX:NewSize=512m
表示新生代初始內存的大小，應該小於 -Xms的值
- -XX:MaxNewSize=1024M
表示新生代可被分配的內存的最大上限，應該小於 -Xmx的值
- -XX:PermSize=1024m
設定內存的永久保存區域,內存的永久保存區域，VM 存放Class 和 Meta 信息，JVM在運行期間不會清除該區域
程序加載很多class情況下，超出PermSize情況下
JDK1.7會拋出java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space異常
JDK1.8下會拋出 ERROR: java.lang.OutOfMemoryError: Metadata space 異常
- -XX:MaxPermSize=1024m
設定最大內存的永久保存區域
經驗: 設置PermSize大小等於MaxPermSize大小
- -XX:+DisableExplicitGC
自動將System.gc()調用轉換成一個空操作，即應用中調用System.gc()會變成一個空操作,避免程序員在代碼里進行System.gc()這種危險操作。System.gc() 除非是到了萬不得也的情況下不使用，都交給JVM吧
其他優化參數
- -XX:SurvivorRatio=2
年輕代中Eden區與Survivor區的大小比值
- -XX:ReservedCodeCacheSize=256m
保留代碼占用的內存容量，無大的影響
- -Xss1024k
單個線程堆棧大小值，減少這個值可以生成更多線程，操作系統對於一個進程內的線程數是有限制的，經驗值在3000-5000左右
- -XX:+CMSParallelRemarkEnabled
CMS 垃圾回收算法，對響應時間的重要性需求 大於 對吞吐量的要求，能夠承受垃圾回收線程和應用線程共享處理器資源，並且應用中存在比較多的長生命周期的對象的應用
- -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection
在使用concurrent gc 的情況下, 防止 memoryfragmention, 對live object 進行整理, 使 memory 碎片減少。
- -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly
在FULL GC的時候， 對年老代的壓縮。CMS是不會移動內存的， 因此這個非常容易產生碎片， 導致內存不夠用， 因此， 內存的壓縮這個時候就會被啟用。 增加這個參數是個好習慣。可能會影響性能,但是可以消除碎片。
- -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=60
使用cms作為垃圾回收, 使用60％后開始CMS收集
- -XX:+UseGCOverheadLimit
用來限制使用內存，如果不做控制，可能會報出
java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
- -XX:+UseConcMarkSweepGC
使用CMS內存收集
- -XX:+UseParNewGC
設置年輕代為並行收集
- -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
- -XX:HeapDumpPath=/x/dump_tomcat.hprof
JVM會在遇到OutOfMemoryError時拍攝一個“堆轉儲快照”，並將其保存在一個文件中。
- -Xloggc:/xx/gc_tomcat.log
gc的日志，如果該日志中出現頻繁的Full GC就是有相關的系統問題，如果很少，說明暫時還算正常
- -XX:+PrintGCDateStamps
輸出GC的時間戳（以基准時間的形式）
- -XX:+PrintGCDetails
輸出GC的日志格式
- -Dnetworkaddress.cache.ttl=60
- -Dsun.net.inetaddr.ttl=60
設置DNS緩存時間
- -DautoStartup=false
- -Dsun.net.client.defaultConnectTimeout=60000
連接建立超時時間
- -Dsun.net.client.defaultReadTimeout=60000
內容獲取超時設置
- -Djmagick.systemclassloader=no
是否生成縮略圖的一個框架的配置
- -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom
最佳實踐
export JAVA_OPTS="-server -showversion -Xms2000m -Xmx2000m -Xmn500m -XX:PermSize=256m -XX:MaxPermSize=256m -XX:SurvivorRatio=2 -XX:ReservedCodeCacheSize=256m -Xss1024k -Djava.awt.headless=true -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=60 -XX:+UseGCOverheadLimit -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/tomcat_path/logs/dump_tomcat.hprof -Xloggc:/tomcat_path/logs/gc_tomcat.log -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDetails -Dnetworkaddress.cache.ttl=60 -Dsun.net.inetaddr.ttl=60 -DautoStartup=false -Dsun.net.client.defaultConnectTimeout=60000 -Dsun.net.client.defaultReadTimeout=60000 -Djmagick.systemclassloader=no -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom -Dfile.encoding=UTF-8"
常見JVM異常
- java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space —-JVM Heap（堆）溢出
JVM 在啟動的時候會自動設置 JVM Heap 的值，其初始空間（即-Xms）是物理內存的1/64，最大空間（-Xmx）不可超過物理內存。可以利用 JVM提供的 -Xmn -Xms -Xmx 等選項可進行設置。Heap 的大小是 Young Generation 和 Tenured Generaion 之和。在 JVM 中如果 98％ 的時間是用於 GC，且可用的 Heap size 不足 2％ 的時候將拋出此異常信息。
解決方法：手動設置 JVM Heap（堆）的大小。
- java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space —- PermGen space溢出。
jdk1.8 拋出 ERROR: java.lang.OutOfMemoryError: Metadata space 異常
PermGen space 的全稱是 Permanent Generation space，是指內存的永久保存區域。為什么會內存溢出，這是由於這塊內存主要是被 JVM 存放Class 和 Meta 信息的，Class 在被 Load 的時候被放入 PermGen space 區域，它和存放 Instance 的 Heap 區域不同，sun 的 GC 不會在主程序運行期對 PermGen space 進行清理，所以如果你的 APP 會載入很多 CLASS 的話，就很可能出現 PermGen space 溢出。
解決方法： 手動設置 MaxPermSize 大小
- java.lang.StackOverflowError —- 棧溢出
棧溢出了，JVM 依然是采用棧式的虛擬機。函數的調用過程都體現在堆棧和退棧上了。調用構造函數的 “層”太多了，以致於把棧區溢出了。通常來講，一般棧區遠遠小於堆區的，因為函數調用過程往往不會多於上千層，而即便每個函數調用需要 1K 的空間（這個大約相當於在一個 C 函數內聲明了 256 個 int 類型的變量），那么棧區也不過是需要 1MB 的空間。通常棧的大小是 1－2MB 的。
通常遞歸也不要遞歸的層次過多，很容易溢出。
思考題
1. 線上應用系統出現問題，怎么快速定位系統哪塊資源問題