（一）概述

如何給JVM虛擬機(jī)巧妙地設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)大部分開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)一直是個(gè)隨緣的事情，可能是去網(wǎng)上拷貝一套參數(shù)，可能是沿用公司其他應(yīng)用的參數(shù)。但是這個(gè)隨緣的操作可能就會(huì)給未來(lái)留下隱患。給JVM分配的內(nèi)存過(guò)大倒是沒(méi)什么問(wèn)題，無(wú)非浪費(fèi)點(diǎn)資源，但是如果分配的內(nèi)存過(guò)小，就有可能導(dǎo)致頻繁的Full GC，給人一種系統(tǒng)一直很卡的感覺(jué)。這篇文章就通過(guò)一個(gè)實(shí)例分析一下如何結(jié)合場(chǎng)景設(shè)置JVM虛擬機(jī)參數(shù)。

當(dāng)然，本文更重要的是希望能通過(guò)預(yù)估參數(shù)的這個(gè)過(guò)程，讓你更加了解虛擬機(jī)內(nèi)部的一些東西，要想最準(zhǔn)確的參數(shù)設(shè)置，用一些工具記錄下JVM各個(gè)區(qū)域的變化會(huì)更有效。

（二）前置準(zhǔn)備

系統(tǒng)基于JDK1.8，堆結(jié)構(gòu)如下。

為了方便理解業(yè)務(wù)，本文以電商的交易系統(tǒng)為例進(jìn)行講解。在微服務(wù)架構(gòu)下，目前主流的互聯(lián)網(wǎng)公司都會(huì)把自己的業(yè)務(wù)拆分成多個(gè)服務(wù)架構(gòu)，比如電商系統(tǒng)會(huì)分為交易微服務(wù)、購(gòu)物車微服務(wù)、商品微服務(wù)等等，可能這個(gè)粒度會(huì)更細(xì)。一個(gè)底層架構(gòu)會(huì)將這些微服務(wù)集成起來(lái)。實(shí)際上就是一個(gè)大的容器里放了一個(gè)個(gè)jar包。

（三）通常業(yè)務(wù)場(chǎng)景下的預(yù)估流程

一個(gè)交易微服務(wù)中會(huì)涉及到訂單對(duì)象、優(yōu)惠券對(duì)象、用戶對(duì)象、交易記錄對(duì)象等一系列對(duì)象，我們可以簡(jiǎn)單預(yù)估在一次交易中這些對(duì)象會(huì)占用的空間。預(yù)估的方式也很簡(jiǎn)單，八種基本類型直接帶入字節(jié)大小，對(duì)象類型以基本類型為基礎(chǔ)預(yù)估大小。只需要一個(gè)大致的值就行。

比如每次交易中一個(gè)訂單對(duì)象大約是1kb，優(yōu)惠券對(duì)象2kb，用戶對(duì)象4kb，交易記錄對(duì)象4kb，除此之外還可能會(huì)存在的List集合、數(shù)組等等。大約一次交易中產(chǎn)生的對(duì)象大約在25kb左右。

一個(gè)每日交易量在100萬(wàn)的系統(tǒng)，交易量主要集中在6個(gè)小時(shí)中，平均每秒最大會(huì)有40筆訂單的產(chǎn)生。也就意味著每秒產(chǎn)生對(duì)象大小是1M。這些產(chǎn)生的對(duì)象在一次交易結(jié)束后都會(huì)被當(dāng)成垃圾，也就意味著每秒會(huì)產(chǎn)生1M的垃圾。

假設(shè)我們只有一臺(tái)2核4G的服務(wù)器，分配給堆的內(nèi)存一般就1.5G左右，通過(guò)計(jì)算，可以算出堆中每個(gè)區(qū)域的大小，如下圖：

通過(guò)計(jì)算可以得出，每400秒，400M的Eden區(qū)就滿了，會(huì)進(jìn)行一次young GC。98%的垃圾會(huì)被回收，意味著將會(huì)有8M左右的垃圾進(jìn)入在survivor轉(zhuǎn)移。一些對(duì)象在經(jīng)過(guò)幾次young GC之后會(huì)進(jìn)入到老年代中，這種情況Full GC的頻率會(huì)很低。雖然400秒一次youngGC略微還是快了些，但是對(duì)于系統(tǒng)而言基本上沒(méi)有影響。

（四）特殊業(yè)務(wù)場(chǎng)景下的預(yù)估流程

現(xiàn)在公司打算開(kāi)展一次一小時(shí)的補(bǔ)貼活動(dòng)，在活動(dòng)的這一個(gè)小時(shí)時(shí)間內(nèi)，訂單數(shù)量可能會(huì)是之前的20倍，也就意味著每秒會(huì)有800筆訂單的產(chǎn)生，每秒會(huì)產(chǎn)生20M的垃圾，這下會(huì)發(fā)生什么呢？

Eden區(qū)20秒就被占滿，20秒執(zhí)行一次youngGC，此時(shí)由于訂單過(guò)于多，可能部分接口響應(yīng)會(huì)達(dá)到幾秒甚至幾十秒，這些對(duì)象在經(jīng)過(guò)幾次youngGC之后就會(huì)逐步就會(huì)進(jìn)入到老年代中。一般在線上一個(gè)小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)2次以上FullGC就得告警了。

這種情況下就意味著我們對(duì)機(jī)器資源以及JVM虛擬機(jī)內(nèi)存需要重新考慮了。

首先考慮提升JVM虛擬機(jī)內(nèi)存，由于硬件限制，JVM虛擬機(jī)內(nèi)存的提高首先要提高機(jī)器的性能，我們從雙核4G升級(jí)成4核8G。分配給堆4.5G的內(nèi)存。這個(gè)時(shí)候Eden區(qū)就會(huì)有1200M的內(nèi)存，同樣條件下，1分鐘才會(huì)執(zhí)行一次youngGC。20秒提高到1分鐘能保證響應(yīng)慢的接口對(duì)象也能在youngGC中被消滅，而不會(huì)進(jìn)入到老年代中。

同時(shí)我們可以把一臺(tái)機(jī)器升級(jí)為3臺(tái)機(jī)器，負(fù)載均衡后每臺(tái)機(jī)器的訂單壓力是原來(lái)的1/3，youngGC時(shí)間提升為原來(lái)的3倍，同時(shí)接口響應(yīng)時(shí)間加快。基本上3臺(tái)4核8G的機(jī)器就能滿足這次活動(dòng)。

（五）總結(jié)

預(yù)估之后，并非意味著就完全沒(méi)問(wèn)題了，還需要在上線時(shí)備好更多機(jī)器，防止意外發(fā)生。實(shí)踐能給你帶來(lái)最好的答案。