一、背景

接着上一篇的知识：性能测试能力提升-JVM GC原理，本篇文章，我们将主要介绍JVM GC监控和优化相关的知识：

• 命令行方式监控GC
• 图形化方式监控GC
• 什么时候需要开始GC优化？
• GC优化的目的
• GC优化的步骤
• 常用JVM参数配置实例

二、JVM GC监控

2.1 命令行方式监控GC

1、Linux下使用命令：which java, 找到JDK目录；

2、在JDK的bin目录下，使用命令：jps 查看JVM进程PID。 或者也可以使用：

ps -ef | grep java 

查看Java进程PID，信息也更多一些；

3、使用命令： jstat -gc 18004 1000 即可监控GC情况。其中： 18004是JAVA进程的端口号， 1000表示1000毫秒，也就是每隔一秒展示GC监控数据；

S0C：第一个幸存区的大小
S1C：第二个幸存区的大小
S0U：第一个幸存区的使用大小
S1U：第二个幸存区的使用大小
EC：Eden区的大小
EU：Eden区的使用大小
OC：老年代大小
OU：老年代使用大小
MC：方法区大小
MU：方法区使用大小
CCSC: 压缩类空间大小
CCSU: 压缩类空间使用大小
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

2.2 图形化方式监控GC

1、xshell 登录远程服务器，输入命令：which java， 找到Java的目录在哪里。

2、到Java目录下的/jre/lib/security下，修改 java.policy这个文件的内容：

vim java.policy，

在文件末尾的 }; 前添加 permission
java.security.AllPermission。

3、到Java目录的bin目录下，比如：/usr/java/jdk1.8.0_60/bin， 执行下面的命令，开启jstatd：

./jstatd -J-Djava.security.policy=jstatd.all.policy -J-Djava.rmi.server.hostname=xx.xx.xx.xx &

xx.xx.xx.xx是你远程服务器的IP。

4、本地java安装目录下：
C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_80\bin，
运行jvisualvm.exe，
添加远程主机，VisualVM会自动检测到jstatd连接并添加节点。

三、JVM GC优化

3.1 什么时候需要开始GC优化？

1、如果你没有设定过JVM参数，使用的是默认参数，而系统充斥着大量的超时日志时，你就需要在你的系统中进行GC优化了；

2、在检查GC状态的过程中，你应该分析监控结果以便决定是否进行GC优化，如果分析结果表明执行GC的时间只有0.1-0.3秒，那你就没必要浪费时间去进行GC优化。但是，如果GC的执行时间是1-3秒，或者超过10秒，GC将势在必行；

3、但是，你需要时刻铭记一条：GC优化永远是最后一项任务。当出现性能问题时，如果你已经设置过JVM参数，那么GC优化永远不应该是第一优先选项，先排除服务器、数据库、程序代码常见性能问题后，再着手监控优化GC也不迟。

3.2 GC优化的目的

GC优化的主要目的有两个：
1、将转移到老年代的对象数量降低到最小；
2、减少full GC的执行时间；

为了达到上面的目的，一般地，你需要做的事情有：
1、减少使用全局变量和大对象（应用代码层面）；
2、调整新生代的大小到最合适（JVM参数）；
3、设置老年代的大小为最合适（JVM参数） ；
4、选择合适的GC收集器（JVM参数） ；

3.3 GC优化的步骤

1、监控GC状态：
首先你需要监控GC来检查在系统执行过程中GC的各种状态；

2、分析监控结果，决定是否进行GC优化：
分析监控结果，判断是优化应用程序代码 OR 优化JVM参数 OR 代码&参数都优化。代码优化就交给开发大哥自己玩儿去吧。参数优化看下面几条。

3、JVM参数优化：
主要为两方面：堆大小设置 和 GC收集器设置。

4、分析结果：
在调整了GC参数并持续收集24小时之后，开始对调整后结果进行分析。通过不断的调整GC收集器设置和堆大小设置找到最佳的参数配置。

5、如何最快的完成GC优化：
对比性能测试的结果应该是最快的方法，为每一台服务器设置不同的参数并监控他们的状态，强烈建议至少监控1或2天的数据。

6、网上别人的参数优化配置是否我可以照搬使用：
可以借鉴，但适合别人的服务器配置，不一定适合你的服务器配置，尤其是参数后的 value（值）是需要根据你自己的实际情况来设置的。

3.4 常用JVM参数配置实例

设置方式：
LINUX下查看Tomcat的目录：sudo find / -name tomcat， 然后到bin目录下，打开catalina.sh， 设置JAVA_OPTS=设置JVM参数;

之前某web项目的JVM优化后的参数配置如下：
JAVA_OPTS=“
-Xms512m
-Xmx6G
-Xmn3G
-XX:SurvivorRatio=4
-XX:MaxTenuringThreshold=3
-XX:ParallelGCThreads=12
-XX:+UseParNewGC
-XX:+UseConcMarkSweepGC

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75
-XX:+CMSPermGenSweepingEnabled

-XX:CMSInitiatingPermOccupancyFraction=85
-XX:+DisableExplicitGC

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=3
-XX:+
UseCMSCompactAtFullCollection
-XX:+
UseCMSInitiatingOccupancyOnly
-XX:+CMSParallelRemarkEnabled
-XX:+CMSIncrementalMode”

各参数解释：

堆大小设置：
-Xmx6G：设置JVM最大可用内存为6G；
-Xms512m：设置JVM初始内存为512m。此值可以设置与-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存；
-Xmn3G：设置年轻代大小为3G。整个堆大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小。持久代一般固定大小为64m，所以增大年轻代后，将会减小年老代大小。此值对系统性能影响较大，Sun官方推荐配置为整个堆的3/8；
-XX:SurvivorRatio=4：设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值。设置为4，则两个Survivor区与一个Eden区的比值为2:4，一个Survivor区占整个年轻代的1/6；
-XX:MaxTenuringThreshold=3：设置垃圾最大年龄。如果设置为0的话，则年轻代对象不经过Survivor区，直接进入年老代。对于年老代比较多的应用，可以提高效率。如果将此值设置为一个较大值，则年轻代对象会在Survivor区进行多次复制，这样可以增加对象再年轻代的存活时间，增加在年轻代即被回收的概论。

GC收集器设置：
-XX:ParallelGCThreads=12：配置并行收集器的线程数，即：同时多少个线程一起进行垃圾回收。此值最好配置与处理器数目相等；
-XX:+UseParNewGC: 设置年轻代使用ParNew收集器 。可与CMS收集同时使用；
-XX:+UseConcMarkSweepGC：设置年老代使用CMS收集器；

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75:老年代使用75％后开始CMS收集；
-XX:+CMSPermGenSweepingEnabled：允许对持久代进行GC；

-XX:CMSInitiatingPermOccupancyFraction=85：持久代使用85%后触发GC；
-XX:+DisableExplicitGC：禁用“System.gc()”， 避免程序代码手动触发FULL GC;

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=3:由于CMS收集器不对内存空间进行压缩、整理，所以运行一段时间以后会产生“碎片”，使得运行效率降低。此值设置运行多少次GC以后对内存空间进行压缩、整理。
-XX:+
UseCMSCompactAtFullCollection:在FULL GC的时候，对老年代的内存空间进行压缩。可能会影响性能，但是可以消除碎片 ；
-XX:+
UseCMSInitiatingOccupancyOnly:使用手动定义初始化定义开始CMS收集，禁止自行触发CMS GC；
-XX:+CMSParallelRemarkEnabled: 降低标记停顿，减少标记耗时；
-XX:+CMSIncrementalMode：使用增量模式，在增量模式下，CMS 收集器在并发阶段，不会独占整个周期，而会周期性的暂停，唤醒应用线程，把cpu资源让给正在运行的应用
。收集器把并发阶段工作，划分为片段，安排在次级(minor) 回收之间运行。这对需要低延迟，运行在少量CPU服务器上的应用很有用。

其他常用参数设置：
-XX:NewRatio=4: 设置年轻代（包括Eden和两个Survivor区）与年老代的比值（除去持久代）。设置为4，则年轻代与年老代所占比值为1：4，年轻代占整个堆栈的1/5。如果设置了-Xmn, 此设置无效；
-Xss128k： 设置每个线程的堆栈大小。JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M，以前每个线程堆栈大小为256K。更具应用的线程所需内存大小进行调整。在相同物理内存下，减小这个值能生成更多的线程。但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的，不能无限生成，经验值在3000~5000左右；
-XX:MaxPermSize=16m: 设置持久代大小为16m，持久代一般默认大小为64m ；

这样配置后，基本上能达到：
系统响应时间增快；
JVM回收速度增快同时又不影响系统的响应率；
JVM内存最大化利用；
线程阻塞情况最小化;

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以上就是本次的全部内容，下一篇文章，我们将主要介绍以下方面的知识：

• 什么时候开始考虑做全链路压测
• 全链路压测前梳理
• 全链路压测方法

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