20210322-20210326技术周报

前言

这周主要的技术内容是分享JVM的基础知识和一些生产事故案例

JVM

先问一个问题：在公司，你负责的项目JVM的参数数多少？比如堆的大小MaxHeapSize，新生代的大小，晋升年龄，垃圾收集器是什么？

如果你不清楚，什么看都没看到过，甚至怎么查看JVM的参数都不清楚，那你就看对文章了。

首先，我们知道JVM的参数，无非就是读写。接下来，我们先看查看JVM的命令有哪些？

怎么查看JVM参数

命令一：java -XshowSettings:vm -version

aaron@aarondeMBP ~ % java -XshowSettings:vm -version
VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 3.56G
    Ergonomics Machine Class: server
    Using VM: Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM

java version "1.8.0_281"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_281-b09)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.281-b09, mixed mode)
aaron@aarondeMBP ~ % 

这个命令，相对来说，展示的JVM配置信息比较少：只有最大的堆大小，jdk的版本，jdk的运行模式。这个命令，在生产上用得比较少，你就了解一下就好。

命令二：jcmd
可以用jcmd -l命令查询正在运行的程序的实时JVM参数

[work(tanghailin)@tjtx167-48-41 ~]$ jcmd -l
1041671 sun.tools.jcmd.JCmd -l
1467 com.bj58.spat.scf.server.bootstrap.Main -Dscf.service.name=testdemo //项目名称
[work(tanghailin)@tjtx167-48-41 ~]$ jcmd 1467 VM.flags
1467:
-XX:CICompilerCount=4 //最大并行编译数
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80 //当老年代空间被占用80%时，就需要进行垃圾回收
-XX:InitialHeapSize=2147483648 // -Xms=2G
-XX:MaxHeapSize=2147483648// -Xmx=2G
-XX:MaxNewSize=1073741824 //新生代=1G
-XX:MaxTenuringThreshold=6 //晋升年龄=6
-XX:MinHeapDeltaBytes=196608 //
-XX:NewSize=1073741824 //新生代=1G
-XX:OldPLABSize=16 
-XX:OldSize=1073741824 //老年代=1G
-XX:ParallelGCThreads=20 //并发线程数=20
-XX:ThreadStackSize=1024 //等价于-Xss，堆栈的大小
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection //在发生FULL GC时，进行压缩  https://blog.csdn.net/weixin_33978044/article/details/94321406
-XX:+UseCompressedClassPointers //压缩对象中的类型指针KlassPoniter
-XX:+UseCompressedOops //oop:ordinary object pointer 压缩对象的。一般UseCompressedOops和UseCompressedClassPointers是一起使用的。二者都是为了提高内存的利用率
-XX:+UseConcMarkSweepGC //使用CMS垃圾收集器，收集老年代
-XX:+UseFastUnorderedTimeStamps 
-XX:+UseParNewGC //使用并发NewGC垃圾收集器收集新生代

jcmd命令用法：

• 第一步：先查出对应的进程号pid。
• 第二步：jcmd pid VM.flags 来查对应进程的JVM参数配置

你看，上面的参数，明显多了很多，但不是全部JVM参数。

如果你想要查看全部的JVM参数，可以使用命令

java -XX:+PrintFlagsFinal -version
注意一下：
=代表初始参数值;
:=代表修改后的参数值

aaron@aarondeMBP ~ % java -XX:+PrintFlagsFinal -version
[Global flags]
     intx ActiveProcessorCount                      = -1                                  {product}
    uintx AdaptiveSizeDecrementScaleFactor          = 4                                   {product}
    uintx AdaptiveSizeMajorGCDecayTimeScale         = 10                                                       {product}
                                    {product}
   
    uintx InitialHeapSize                          := 268435456                           {product}
    uintx InitialRAMFraction                        = 64                                  {product}
   double InitialRAMPercentage                      = 1.562500                            {product}
    uintx InitialSurvivorRatio                      = 8                                   {product}
    uintx InitialTenuringThreshold                  = 7                                   {product}
    uintx InitiatingHeapOccupancyPercent            = 45                                  {product}
     bool Inline                                    = true                                {product}
    ccstr InlineDataFile                            =                                     {product}
     intx InlineSmallCode                           = 2000                                {pd product}
     bool InlineSynchronizedMethods                 = true                                {C1 product}
     bool InsertMemBarAfterArraycopy                = true                                {C2 product}
     intx InteriorEntryAlignment                    = 16                                  {C2 pd product}
     intx InterpreterProfilePercentage              = 33                                  {product}
     bool JNIDetachReleasesMonitors                 = true                                {product}
    
    uintx MaxHeapSize                              := 4294967296                          {product}
        
                                  {product}
     intx SelfDestructTimer                         = 0                                   {product}
    uintx SharedBaseAddress                         = 34359738368                         {product}
    ccstr SharedClassListFile                       =                                     {product}
    uintx SharedMiscCodeSize                        = 122880                              {product}
    uintx SharedMiscDataSize                        = 4194304                             {product}
    uintx SharedReadOnlySize                        = 16777216                            {product}
    uintx SharedReadWriteSize                       = 16777216                            {product}
     bool ShowMessageBoxOnError                     = false                               {product}
     intx SoftRefLRUPolicyMSPerMB                   = 1000                                {product}
     bool SpecialEncodeISOArray                     = true                                {C2 product}
     bool SplitIfBlocks                             = true                                {C2 product}
     intx StackRedPages                             = 1                                   {pd product}
     intx StackShadowPages                          = 20                                  {pd product}
     bool StackTraceInThrowable                     = true                                {product}
     intx StackYellowPages                          = 2                                   {pd product}
     bool StartAttachListener                       = false                               {product}
     intx StarvationMonitorInterval                 = 200                                 {product}
     bool StressLdcRewrite                          = false                               {product}
    uintx StringDeduplicationAgeThreshold           = 3                                   {product}
    uintx StringTableSize                           = 60013                               {product}
     bool SuppressFatalErrorMessage                 = false                               {product}
    uintx SurvivorPadding                           = 3                                   {product}
    uintx SurvivorRatio                             = 8                                   {product}
     intx SuspendRetryCount                         = 50                                  {product}
     intx SuspendRetryDelay                         = 5                                   {product}
     
     bool UseCompressedClassPointers               := true                                {lp64_product}
     bool UseCompressedOops                        := true                                {lp64_product}
                                    {C1 product}
     intx ValueMapMaxLoopSize                       = 8      
java version "1.8.0_281"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_281-b09)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.281-b09, mixed mode)
aaron@aarondeMBP ~ % 

上面三个命令，我比较常用的是第二个命令jcmd，因为这个命令提供的参数足以让我排查JVM问题。第三个命令信息太多了，是在第二个命令提供的参数信息不够时，再使用的。

怎么修改JVM的参数

知道怎么读后，就要开始修改JVM参数，然后进行调优。

• 方式一：就是启动参数(生产中不常用)
• 方式二：配置catalina.sh文件

在catalina.sh文件中增加：
JAVA_OPTS=-Xms64m -Xmx256m -XX:PermSize=128M -XX:MaxNewSize=256m -XX:MaxPermSize=256m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
-XX:HeapDumpPath=./

根据不同的需要配置不同的参数即可。参数的具体含义和作用，这里就不展开了。

在这里需要解答2个疑惑点：

• 1.如果在此设置了jvm最大堆内存限制为2G，那么是该tomcat中所有war分享2G，还是每个war都可以独立有2G？
• 2.tomcat本身也是一个运行在jvm上的程序，既然如此，它自己本身的jvm参数要如何调整？

问题1：是所有war包共享2G。问题2：与war包共享2G，因为都在同一个容器中。

知道JVM参数的读写后，应该如何进行调优

说到调优，肯定得有参照物对吧。否则怎么知道调整JVM参数后，是好还是坏呢。

其实就3个参照物。延迟，吞吐量，内存占用。

内存占用：程序正常运行需要的内存大小。

延迟：由于垃圾收集而引起的程序停顿时间。

吞吐量：用户程序运行时间占用户程序和垃圾收集占用总时间的比值。

当然，和CAP原则一样，同时满足一个程序内存占用小、延迟低、高吞吐量是不可能的。就是三个参照物，不可能同时满足的，必须牺牲其中一个。

那用什么来看这三个参照物呢？网上有一堆工具，比如MAT，VisualVM。

本人比较懒，所以都是直接用在线工具的。比如： http://gceasy.io/

因为我设置的是，有OOM时，会生成一个dump文件，然后我下载文件到本地，用工具查看即可。

但是如果你的项目没设置dump文件的话，发生OOM异常时。记得先摘流量，再去dump，尽可能减少对业务的影响。

因为业务的不同，导每个项目用的垃圾收集器也是不同的。

这里提供2个GC的指导原则。

Parallel GC调优的指导原则

1、除非确定，否则不要设置最大堆内存
2、优先设置吞吐量目标
3、如果吞吐量目标达不到，调大最大内存，不能让OS使用Swap，如果仍然达不到，降低目标

4、如果吞吐量达到，GC的时间太长，设置停顿时间的目标

CMS GC 调优的指导原则

直接参考：CMS GC调优指导原则

好了，这周的JVM的技术周报，大概就是这样子。就是JVM的读写，然后根据不同的指导原则进行调优，根据参照物进行调就好。调优时，用控制变量法来调就好，别一次改变多个值，否则你也不清楚究竟是哪个值优化的。

生产事故

JVM生产事故

这个报警，有点厉害啊，都直接告诉我原因。

新生代内存被占满，被置换到老生代。

看到这个，就立马想起了空间分配担保规则。

当时我看完数据视图和堆文件的分析后，根据引用树和可疑报告，定位到了一个项目中的本地消息队列。（相关图片，因涉及项目机密，不太方便透露）

造成JVM新生代内存被占满，被置换到老生代的原因如下：

上游系统作为生产者生产消息，平均700条/S，高峰时期高达1300条/s。我们这边的系统是下游系统，作为消费者，主动去拉取消息，进行消费。拉取的消息对象就有很多字段，从而使得对象本身很大。而且，消费者系统是在本地建立了一个本地消息队列，正常情况下，每秒700条，是可以正常消费完毕的，此时消费者的消费速度大于生产者的生产速度。从而不会导致消息堆积。而当流量大时，消息高达每秒1300条，此时消费速度小于生产速度。从而造成本地消息队列的消息堆积，又因为对象本身比较大。从而使得新生代的内存很快满了，满了后，因为还有更多的新消息被主动拉取到下游系统，且消息没被及时消费，因此对象还不能被及时回收掉。此时新生代已满，且对象不能被回收掉，从而使得对象直接进入老年代。从而使得老年代的空间很快满了。最后是怎么解决的呢？简单粗暴的横向扩张，说人话就是加机器。

我就简单总结一下：其实遇到JVM。一般排查思路如下：首先你肯定会收到OOM的报警，接着你需要通过分析dump文件，进行定位OOM是内存泄露，还是内存溢出原因。确定这个原因后，需要通过一些可视化的工具，比如MAT这些工具，通过分析引用树，可疑报告来定位到具体的业务代码。然后定位到业务代码是什么问题，根据不同的问题来进行设计方案即可。

Long和long类型引发的的订单不能支付问题

先上图哈

bug的现象：就是订单无法进行支付
严重性：这是非常严重的bug，该收钱的时候，竟然不能收。

其实，你一看代码，就能发现清楚是什么问题了。Long类型，可不可以用==和!=比较。可以是可以。但只限于-128-127之间。超出这个范围的数都是一个新的Long对象。

拓展一下：在Java中，只有整形的包装类才有缓存，浮点型都没缓存。简单点说，就是：Short,Integer,Long才有缓存，并且范围都是-128-127。

Integer类
public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}
Long类
public static Long valueOf(long l) {
    final int offset = 128;
    if (l >= -128 && l <= 127) { // will cache
        return LongCache.cache[(int)l + offset];
    }
    return new Long(l);
}
Short
public static Short valueOf(short s) {
    final int offset = 128;
    int sAsInt = s;
    if (sAsInt >= -128 && sAsInt <= 127) { // must cache
        return ShortCache.cache[sAsInt + offset];
    }
    return new Short(s);
}

现在，我们既然知道问题的所在了。那肯定知道如何解决。直接用equals比较即可。

那我们再去关心一个事儿，为什么开发人员会犯这个错误呢？

其实，开发人员并没有犯!=和==的比较错误。一开始其实updateOrderState的buserId其实是long基础类型，因此完全是可以用!=和==来进行比较的。只不过后来，把buserId修改为Long包装类型了。修改Long类型后，也没去检查，开发时间急迫，可以理解。

总结一下：一，接口之前定义好了，后续就不应该在这个接口上进行直接修改。你可以新开一个接口，然后兼容老接口。但绝不能在老接口上直接修改，即使是数据类型的修改，也是不应该的。因为你也不清楚这个接口，谁在用，以及这个接口的内部逻辑是如何的。二，包装类型和基础类型的区别和底层，我们也应该掌握好。这就是为什么要知其然知其所以然的原因。

这周的技术周报就是这样子。拜拜，下周见。

絮叨

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