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Spring Boot & Spring Cloud 應(yīng)用內(nèi)存管理

boredream / 1891人閱讀

摘要：此處，不以任何方式限制這些應(yīng)用程序的內(nèi)存使用。反過(guò)來(lái)，內(nèi)存由年輕代老年代組成。微服務(wù)仍然是內(nèi)存占用最大的，而最小。此測(cè)試僅針對(duì)服務(wù)執(zhí)行，而無(wú)需注冊(cè)任何微服務(wù)。

在整體應(yīng)用架構(gòu)中，非生產(chǎn)環(huán)境情況下，一般 1GB 或者 2GB 的 RAM 就足夠了。如果我們將這個(gè)應(yīng)用程序劃分為 20 或 30 個(gè)獨(dú)立的微服務(wù)，那么很難期望 RAM 仍將保持在 1GB 或 2GB 左右。特別是如果我們使用 Spring Cloud 的時(shí)候。

首先，準(zhǔn)備三個(gè)服務(wù)，Eureka 服務(wù) + 提供 REST API 的兩個(gè)簡(jiǎn)單的微服務(wù)，并將微服務(wù)注冊(cè)到 Eureka。此處，不以任何方式限制這些應(yīng)用程序的內(nèi)存使用。

就像你在下圖看到的一樣，三個(gè)微服務(wù)大概占用了電腦 1.5GB 的 RAM 內(nèi)存。這三個(gè)服務(wù)是最簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序，基本沒(méi)有數(shù)據(jù)處理量，對(duì)于這樣的內(nèi)存消耗量，顯然是不理想的。RAM 的最低使用量是用于 Eureka
發(fā)現(xiàn)服務(wù)，最大的用于初始化聲明式客戶端以調(diào)用其他服務(wù)的 API。

關(guān)于內(nèi)存使用量如下圖 JProfiler 制作的圖表。如圖所示，內(nèi)存使用受堆影響，與非堆相比，它占用了大量空間。

當(dāng)然，第一個(gè)明顯的問(wèn)題是我們是否需要在堆上運(yùn)行我們的微服務(wù)應(yīng)用程序的空間。答案是否定的，我們沒(méi)有。現(xiàn)在，我們來(lái)簡(jiǎn)要介紹一下在
Java 8 中如何進(jìn)行內(nèi)存管理過(guò)程。

我們可以將JVM內(nèi)存分為兩個(gè)不同的部分：堆（Heap）、 非堆（Non-Heap）。如上圖所示，我們的微服務(wù)器的大小為大?。?600MB）。反過(guò)來(lái)，JVM 內(nèi)存 由 年輕代（Young Generation） 、老年代（Old Generation）組成。所有新創(chuàng)建的對(duì)象都位于年輕代中。當(dāng)年輕代被填滿時(shí)，執(zhí)行次要垃圾收集（Minor GC）。更準(zhǔn)確的說(shuō)，這些位于年輕代的一部分對(duì)象成為 Eden Space。Minor GC將所有仍然使用的對(duì)象從 Eden Space 移動(dòng)到 Survivor 0。對(duì)于Survivor 0 和 Survivor 1 空間執(zhí)行相同的過(guò)程。在 GC 的許多循環(huán)中幸存的所有對(duì)象都被移動(dòng)到老年代內(nèi)存空間。從哪里移除對(duì)象是由 Major GC 負(fù)責(zé)的。為了更好地了解下圖，在運(yùn)行 java -jar 命令時(shí)，可以使用以下參數(shù)設(shè)置 Java Heap 的內(nèi)存限制：

-Xms – JVM啟動(dòng)時(shí)的初始堆大小

-Xmx – 最大堆大小

-Xmn - 年輕代的大小，其余的空間是老年代

JVM內(nèi)存的第二部分，從我們的角度來(lái)看，上圖略顯不重要，它是Non-Heap。 Non-Heap 包括以下部分：

Thread Stacks ：所有運(yùn)行的線程的空間?？梢允褂?-Xss 參數(shù)設(shè)置最大線程大小。

Metaspace ： 它替代了 PermGem（Java 7中是JVM堆的一部分）。在 Metaspace 中，通過(guò)應(yīng)用程序加載所有類和方法?？纯碨pring Cloud 包含的包數(shù)量，我們不會(huì)在這里節(jié)省大量的內(nèi)存。可以通過(guò)設(shè)置 -XX:MetaspaceSize 和 -XX:MaxMetaspaceSize 參數(shù)來(lái)管理 Metaspace 大小。

Code Cache ： 這是由 JIT（即時(shí)）編譯器編譯為本地代碼的本機(jī)代碼（如JNI）或 Java 方法的空間。最大大小設(shè)置 -XX:ReservedCodeCacheSize 參數(shù)。

Compressed Class Space ： 使用 -XX：CompressedClassSpaceSize 設(shè)置為壓縮類空間保留的最大內(nèi)存。

Direct NIO Buffers

更簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，Heap 是用于對(duì)象，Non-Heap 是用于類?？梢韵胂?，當(dāng)我們的應(yīng)用程序 Non-Heap 大于 Heap 時(shí)，我們可以結(jié)束這種情況。首先，讓我們用下面的參數(shù)來(lái)運(yùn)行我們的服務(wù)發(fā)現(xiàn)。在我看來(lái)，如果您在 Spring Boot 上啟動(dòng)具有內(nèi)嵌 Tomcat 的 Eureka，這些配置是最低的值。

-Xms16m 
-Xmx32m 
-XX:MaxMetaspaceSize=48m 
-XX:CompressedClassSpaceSize=8m 
-Xss256k 
-Xmn8m 
-XX:InitialCodeCacheSize=4m 
-XX:ReservedCodeCacheSize=8m 
-XX:MaxDirectMemorySize=16m

如果使用REST API 的微服務(wù)（帶有 Feign 或 Ribbon），我們需要增加一些值：

-Xms16m 
-Xmx48m 
-XX:MaxMetaspaceSize=64m 
-XX:CompressedClassSpaceSize=8m 
-Xss256k 
-Xmn8m 
-XX:InitialCodeCacheSize=4m 
-XX:ReservedCodeCacheSize=8m 
-XX:MaxDirectMemorySize=16m

按照如上配置，JProfiler 生成了如下圖表。區(qū)別在于啟動(dòng)和請(qǐng)求處理時(shí)間。與早期的設(shè)置相比，該應(yīng)用程序的運(yùn)行速度較慢。當(dāng)然，我不會(huì)在生產(chǎn)環(huán)境下設(shè)置這樣的參數(shù)。

當(dāng)前的總內(nèi)存使用情況如下。微服務(wù)仍然是內(nèi)存占用最大的，而Eureka 最小。

我也嘗試使用不同的 Web 容器運(yùn)行 Eureka 應(yīng)用程序。您可以通過(guò)在pom.xml 文件中包含以下的依賴關(guān)系輕松更改 Web 容器。

使用 Undertow


    org.springframework.boot
    spring-boot-starter-undertow

使用 Jetty


    org.springframework.boot
    spring-boot-starter-jetty

結(jié)果排名：Undertow（116MB）、Tomcat（122MB）、Jetty（128MB）。
此測(cè)試僅針對(duì) Eureka 服務(wù)執(zhí)行，而無(wú)需注冊(cè)任何微服務(wù)。

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