Java性能调优实践

1 导论

JVM主要有两类调优标志：布尔标志和附带参数标志

布尔标志：-XX:+FlagName表示开启，­-XX:-FlagName表示关闭。

附带参数标志：-XX:FlagName=something，表示将标志FlagName的值设置为something。

2 性能测试方法

性能测试4项原则：

2.1 原则1：测试真实应用

2.2 原则2：理解处理时间、吞吐量和响应时间

2.3 原则3：用统计方法应对性能的变化

2.4 原则4：尽早频繁测试

3 性能调优工具

3.1 Java监控工具

jcmd,jconsole,jhat,jmap,jinfo,jstack,jstat,jvisualvm

3.2 性能分析工具

采用分析器，探查分析器，本地分析器

3.3 性能关注指标

CPU使用率，内存使用率，磁盘使用率，网络使用率

4 JIT编译器

即时（Just-In-Time, JIT）编译器是Java虚拟机的核心。对JVM性能影响最大的莫过于编译器的，而选择编译器是运行Java程序首先有做的。

4.1 选择编译器类型

Client（-client）、Server（-server）或二者同用

4.2 JIT编译器版本

JIT编译器版本有3中：
32位client编译器

32位server编译器

64位server编译器

如果是32位操作系统，则必须使用32位的JVM。如果是64位操作系统，则既可以选择32位的JVM，也可以选择64位JVM。

4.3 编译细节

不用担心小方法，如getter和setter，因为他们很容易内联。

需要编译的代码在编译队列中。

代码缓存是有限的资源。

代码越简单，优化越多。

5 垃圾收集

5.1 概述

垃圾收集由两步构成：查找不再使用的对象，以及释放这些对象所管理的内存。

分代垃圾收集器，老年代，新生代。

GC算法，Serial垃圾收集器，Throughput垃圾收集器，CMS收集器，G1垃圾收集器。

5.2 GC调优基础

调整堆的大小，初始堆Xms，最大堆Xmx。

代空间的调整，新生代和老年代的空间占用比率，初始大小。

控制并发。

自适应调整

6 堆内存最佳实践

6.1 堆分析

浅对象大小、保留对象大小及深对象大小。

一个对象的浅大小，指的是该对象本身的大小。如果柜对象包含一个指向另一个对象的引用，4字节或8字节的引用会计算在内，但是目标对象的大小不会包含进来。深大小则包含那些对象的大小。深大小和保留大小的区别在于那些存在共享的对象。

内存溢出错误(OutofMemoryError, OOM)一般在以下集中情形会抛出：

JVM没有原生内存可用。

元空间（或永久代）内存不足。

JVM堆本身内存不足。

JVM执行GC耗时太多。

6.2 减少内存使用

减少对象大小、对象的延迟初始化、使用规范化对象、对象池化、弱引用、软引用

7 线程与同步的性能

7.1 线程池与ThreadPoolExecutor

调节线程池的大小对获得最好的性能至关重要，包括最小线程数和最大线程数。

线程池工作方式：有一个或多个队列，任务被提交到这个（些）队列中，一定数量的线程会从这个（些）队列中取任务，然后执行。

7.2 线程同步

同步对性能有两个方面的影响：

1) 应用在同步块上所花的时间会影响到该应用的可伸缩性；

2) 获取同步锁需要一些CPU周期，所以也会影响性能。

如何避免同步：

1) 在每个线程中使用不同的对象；

2) 基于CAS的替代方案（volatile，原子类型）。

7.3 线程调优

1) 调节线程栈大小-Xss；

2) 自旋锁；

3) 调整线程优先级；

8 数据库性能最佳实践

8.1 预处理语句与语句池

大多数情况下，进行JDBC调用时，推荐使用PreparedStatement，尽量避免直接使用Statement。预处理语句让数据库有机会重用已经执行过的SQL信息，节省之后运行的预处理语句的开销，提升执行效率。但是，首次使用预处理语句时，数据库会耗费更多的执行时间，因为它需要设置和保存相应的信息。如果这个语句仅使用一次，这些额外的工作就被浪费了，这种情况下，使用常规的语句（Statement）可能是更好的选择。

8.2 JDBC连接池

创建数据库连接是非常耗时的操作，所有的JDBC连接都应源自连接池。

8.3 结果集的处理

通过PreparedStatement对象的setFetchSize()方法可以控制JDBC驱动程序一次返回多少行数据。