Apusic應(yīng)用服務(wù)器的性能調(diào)節(jié)_JVM優(yōu)化

2019-11-18 12:14:10

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供稿：網(wǎng)友

　　Apusic應(yīng)用服務(wù)器作為企業(yè)應(yīng)用的運行平臺，系統(tǒng)的性能非常重要。當(dāng)應(yīng)用對性能的要求比較苛刻時，就要考慮是否需要改變系統(tǒng)的缺省設(shè)置來提升服務(wù)器的性能。首先應(yīng)該考慮系統(tǒng)的硬件環(huán)境（CPU主頻高低、內(nèi)存大小、硬盤轉(zhuǎn)速及網(wǎng)絡(luò)傳輸速率等）是否能滿足應(yīng)用的需求。對于復(fù)雜的大型分布式企業(yè)應(yīng)用，硬件環(huán)境不應(yīng)該僅僅滿足Apusic應(yīng)用服務(wù)器的最低要求配置，而應(yīng)該提高硬件配置使應(yīng)用運行的綽綽有余，如CPU和內(nèi)存的使用率都不應(yīng)大于80％。另一方面，改變軟件環(huán)境的配置參數(shù)對于性能的影響也非常顯著。本文就將介紹如何優(yōu)化軟件環(huán)境配置來提高系統(tǒng)性能，分為兩個方面：java虛擬機(jī)（JVM）的性能優(yōu)化和Apusic應(yīng)用服務(wù)器配置的優(yōu)化。
　　
　　Java虛擬機(jī)（JVM）的性能優(yōu)化
　　Java體系結(jié)構(gòu)由四個不同卻又相互關(guān)聯(lián)的部分組成：語言本身、class文件格式、JavaAPI庫和JVM。當(dāng)執(zhí)行一個Java程序時，源代碼是用Java語言寫成，它被編譯成class文件格式，運行在JVM中。同時，Java程序調(diào)用JavaAPI庫的方法，訪問系統(tǒng)資源。JVM和JavaAPI庫形成了編譯和運行環(huán)境，就叫做Java平臺。JVM是基于堆棧的(stack-based)，而不象匯編語言是基于寄存器的（registerbased）。JVM是一個動態(tài)堆棧基礎(chǔ)上的抽象的計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，提供了push、pop來操作數(shù)據(jù)。JVM的主要功能是裝載class文件，執(zhí)行字節(jié)碼。java平臺的執(zhí)行工作量分為四個部分：
　　
　　1．字節(jié)碼的執(zhí)行：JVM花費大概一半的時間來解釋字節(jié)碼。
　　
　　2．Garbagecollection（垃圾回收）
　　
　　3．線程治理
　　
　　4．動態(tài)操作：類裝載、綁定檢查、安全檢查、動態(tài)類裝載、異常捕捉、反射機(jī)制、本地方法的翻譯。
　　
　　其中，對象的垃圾回收會占用運行時間，造成程序的短暫中斷。
　　
　　我們可以通過命令行方式來啟動Apusic服務(wù)器，這樣就可以有選擇的設(shè)置命令行參數(shù)。使用命令行參數(shù)的主要目的是：選擇Java程序使用的JVM類型和JVM運行時占用堆內(nèi)存的分配策略。
　　
　　使用HotSpot
　　HotSpotJVM作為java2SDK的一個附加模塊，使用了state-of-the-art技術(shù)大大的提高了系統(tǒng)性能：
　　
　　1．適應(yīng)編譯：HotSpotJVM會在程序的運行過程中分析性能的瓶頸（"hotspots"），然后編譯這些和性能提高最緊密的部分。
　　
　　2．改善的Garbagecollection
　　
　　3．線程同步優(yōu)化
　　
　　HotSpotJVM使用兩個機(jī)器字（two-machine-Word）作為對象的header，而不象大多數(shù)JVM使用三個機(jī)器字，這樣大約可以節(jié)省10％的堆內(nèi)存空間，加速了對所有對象的掃描。
　　
　　HotSpotJVM也丟棄了handle的概念，對象引用的實現(xiàn)是通過直接指針，減少了內(nèi)存的使用和提高了處理速度。訪問實例變量象C語言一樣的高效。
　　
　　可以去http://java.sun.com/PRodUCts/hotspot/2.0/download.Html下載JavaHotSpotTMServerVM2.0，執(zhí)行安裝即可。假如需要可以針對jdk和jre分別進(jìn)行安裝。
　　
　　HotSpotJVM分為client和server版本，分別針對典型的客戶端應(yīng)用程序和服務(wù)器端應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。Jdk1.3安裝后就包含了JavaHotSpotClientVM，上面安裝的是JavaHotSpotServerVM。
　　
　　可以通過命令行參數(shù)選擇要使用的JVM：
　　
　　•java-server：JavaHotSpotServerVM
　　
　　•java-hotspot:JavaHotSpotClientVM
　　
　　•java-classic：Java2ClassicVM
　　
　　缺省情況是使用HotSpotClientVM。可以用java-server-version來查看版本信息，確定是否以正確安裝。
　　
　　只要針對不同的應(yīng)用，選擇Client或ServerHotSpotVM。對于Server-side應(yīng)用，有時性能會提高20％，只要簡單的在命令行啟動Server時加上-server。
　　
　　GarbageCollection
　　HotSpotJVM提供了三種類型的垃圾回收算法，分別是：
　　
　　1．Copy/scavengecollection
　　
　　2．Mark-compactcollection
　　
　　3．Incremental(train)collection
　　
　　具體的含義我不解釋了，有愛好可以查看相關(guān)的文檔。
　　
　　一個JVM的吞吐量是指除去GC消耗的時間占總執(zhí)行時間的百分比。因此，80％的吞度量就是說GC消耗了20％的JVM處理時間。當(dāng)你的應(yīng)用程序運行時，JVM的GC會造成程序的暫停。
　　
　　堆內(nèi)存被分成了new和old兩部分，如下圖：
　　
　　new部分包括新創(chuàng)建對象區(qū)和兩個survivor區(qū)（SS#1和SS#2），新創(chuàng)建的對象分配內(nèi)存在new中，長時間存活的對象被移動到了old部分。Perm是一個永久區(qū)域，分配給JVM本省，可以通過命令行參數(shù)-XX:MaXPermSize=64m來設(shè)置。
　　
　　當(dāng)new被填滿后，會觸發(fā)"輔助"GC，把存在足夠長時間的對象移動到old中。當(dāng)old中也被填滿了，會觸發(fā)"主"GC，將遍歷堆內(nèi)存中的所有對象。可以看出，"主"GC會消耗更多的時間。足夠大的new會適合需要大量創(chuàng)建存在時間很短的對象，而old假如不夠大會頻繁的觸發(fā)"主"GC，大大降低了性能。所以，我們的任務(wù)就是如何設(shè)置堆內(nèi)存的大小以及如何規(guī)劃new和old區(qū)域的比例來適合我們應(yīng)用。
　　
　　"輔助"GC使用Copy/scavengecollection算法，"主"GC使用Mark-compactcollection。
　　
　　Heap分配策略
　　通過命令行參數(shù)，我們可以設(shè)置堆的大小和分配"new"、"old"的比例。一些常用參數(shù)如下：
　　
　　具體的參數(shù)設(shè)置請參看相關(guān)的文檔。
　　
　　如何來規(guī)劃我們的堆內(nèi)存分配策略呢？沒有一個明確具體的規(guī)定，只能根據(jù)我們具體的應(yīng)用進(jìn)行調(diào)節(jié)，使性能達(dá)到最優(yōu)化。這種優(yōu)化方法不需要程序員改變代碼，但有時效果會很明顯。下面總結(jié)了一些操作建議：
　　
　　•假如GC成為了瓶頸，請定制你的堆內(nèi)存分配
　　
　　•分配盡可能多的內(nèi)存給JVM。但假如過多，會引起內(nèi)存和硬盤之間的交換，反而降低的性能。你可以分配80％的可用RAM給JVM。
　　
　　•假如是Server-Side應(yīng)用，請加-server參數(shù)。這樣，缺省的NewRatio是2，SurvivorRatio是25，適合大部分應(yīng)用。也可以用NewSize、MaxNewSize來設(shè)置。
　　
　　•設(shè)置-Xms和-Xmx的大小相等，可以避免在每次GC后調(diào)整堆內(nèi)存的大小。•同樣道理設(shè)置NewSize、MaxNewSize相等。
　　
　　•"new"的大小最好不要大于"old"的一半。
　　
　　例如，可以通過下面的命令行啟動Apusic服務(wù)器：
　　
　　java-server-XX:NewSize=128m-XX:MaxNewSize=128m-XX:SurvivorRatio=8-Xms512m-Xmx512mcom.apusic.server.Main
　　
　　Apusic應(yīng)用服務(wù)器配置的優(yōu)化
　　下面主要說明Apusic中的兩個文件影響性能的參數(shù)說明（這兩個文件放在%APUSIC_HOME%/config目錄中）及數(shù)據(jù)庫中的設(shè)置。
　　
　　apusic.conf
　　
　　把其中兩個參數(shù)修改為：
　　
　　MaxClients參數(shù)值設(shè)置的目的是防止拒絕服務(wù)攻擊。當(dāng)參數(shù)值設(shè)置較小時可以限制服務(wù)流量，起到防止拒絕服務(wù)攻擊的作用，但是當(dāng)訪問的用戶較多時而此參數(shù)設(shè)置較小時卻會影響性能。一般情況下，不考慮防止拒絕服務(wù)攻擊，此參數(shù)設(shè)置為-1，表示服務(wù)流量沒有限制。
　　MaxWaitingClients：與MaxClients有類似的功能，他表示當(dāng)許多并發(fā)用戶訪問時，可答應(yīng)等待的最大客戶服務(wù)數(shù)。一般情況下，不考慮防止拒絕服務(wù)攻擊，此參數(shù)設(shè)置為較大的數(shù)，如10000，假如設(shè)置較小，如50，當(dāng)?shù)却憫?yīng)的并發(fā)服務(wù)隊列數(shù)超過50時，使得一些服務(wù)得不到響應(yīng)，從而丟失一些響應(yīng)結(jié)果。
　　
　　datasources.xml
　　min-spare-connections：指連接池最小容量
　　
　　max-spare-connections：指連接池最大容量
　　
　　stmt-cache-size：指語句緩存容量
　　
　　resultset-cache-size：指結(jié)果集緩存容量
　　
　　resultset-cache-timeout：指結(jié)果集緩存超時配置如下：……
　　
　　連接池最小容量：也就是初始連接數(shù)，此值不宜設(shè)置太小，太小須不斷建立連接。也不宜設(shè)置太大，太大消耗資源。
　　
　　連接池最大容量：連接池中可容納的最大連接數(shù)，當(dāng)連接池中的連接數(shù)不夠用時，需要等待其他的被使用的連接得到釋放，才能使用，否則只能等待。根據(jù)應(yīng)用的實際情況設(shè)置此值。
　　語句緩存容量：對所執(zhí)行的語句進(jìn)行緩存，當(dāng)再次執(zhí)行此語句時，不必重新編譯，從而提高了性能。根據(jù)機(jī)器內(nèi)存的大小適當(dāng)設(shè)置此值。
　　
　　結(jié)果集緩存容量：把所得到的結(jié)果集進(jìn)行緩存，當(dāng)再次使用此結(jié)果集時，不必再次從數(shù)據(jù)庫中取得，而可以直接從緩存中取得，從而提高性能。根據(jù)機(jī)器內(nèi)存的大小適當(dāng)設(shè)置此值。
　　結(jié)果集緩存超時：結(jié)果集過期時間，此時間不宜設(shè)置過長，以免浪費資源。
　　
　　注：語句緩存容量、結(jié)果集緩存容量、結(jié)果集緩存超時參數(shù)主要針對Oracle數(shù)據(jù)庫來設(shè)計的。
　　
　　通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)Java虛擬機(jī)和Apusic的配置文件，可以顯著的提升系統(tǒng)的性能。在一些具體的應(yīng)用中，還能夠通過增加實例池、加大Cached、改變并發(fā)策略等方法來改善系統(tǒng)的整體性能。開發(fā)人員只要經(jīng)過不斷的總結(jié)，就可以在Apusic應(yīng)用服務(wù)器上開發(fā)出穩(wěn)定而又高性能的企業(yè)應(yīng)用。

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