游戏服务器JVM性能调优

最近开始优化页游服务端的性能，一些心得总结一下。现在的服务器硬件越来越好，几十G内存，十几个CPU。当硬件不是瓶颈的时候，如果让程序发挥最大效用就成了我们需要考虑的问题。就游戏服务器来说，得满足几个要求，高负载，低延时。特别是在开服当天，大量用户会涌进来，可能给服务器造成压力。使用Java作为服务器语言，除了程序本身的性能外，JVM的配置也直接影响到系统性能。

参数调优

1. 入门级别的配置一般是：java -server -Xmx5000m Xms5000m

   服务器端的jvm运行程序记得都最好加上 -server 很多默认参数都会根据这个运行模式来优化。这里设置了最大内存和最小内存，一般都是配置成相同的，可以减少内存申请和伸缩带来的性能损耗

2. 加入垃圾回收算法的配置：java -server -Xmx5000m -Xms5000m -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC

   关于垃圾回收的具体算法介绍我这里就不详细描述了，我们都有一个常识，就是尽量减少JVM的full gc的次数和时间，因为full gc 会导致整个系统的暂停（stop the world).为此，我们为老年代选择了UseConcMarkSweepGC 选择了并发gc算法，也为新生代选择了多线程的并行gc算法UseParNewGC。

3. 设置新生代的内存大小 java -server -Xmx5000m -Xms5000m -Xmn800m -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC

   Xmn是新生代的内存大小，包括（eden+ 2 survivor space)。这个参数设置直接影响系统的响应速度。在java程序中new一个对象，首先是放在eden区域，eden满了后，触发gc，存活下来的对象被拷贝到survivor区。经过若干次yong gc后，如果依然存活下来，就会进入老年代。新生代设置大了，会导致一次yong gc的时间消耗大，设置小了，又会很快满了，导致yong gc的频率过高。新生代不宜设置过大，因为新生代大了，老年代的内存就小了，老年代内存小，会导致full gc发生的频率变大。Xmn也没有一个确切的算法，根据你自身的业务系统决定的。我在设置的游戏服务器的时候，一般采用模拟大量并发用户的行为，调整Xmn的大小，同时监控gc的时间和频率，选择一个合适的大小。下面我会提到怎么用工具来监控gc。

4. 设置一些额外的高级参数 java -server -Xmx5000m -Xms5000m -Xmn800m -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70

   使用CMS进行老年代gc，会容易导致一些内存碎片，导致内存利用率降低，为此，加入 UseCMSCompactAtFullCollection 可以保证在full gc时进行内存压缩，减少内存碎片,系统默认为开启true。CMSInitiatingOccupancyFraction=70 表示老年代内存达到70%时触发。这个参数要特别小心，默认为68%,设置得过小会导致full gc没有完成，yong gc的对象迁移过来，导致整个老年代内存都满了

   5.-XX:+UseCompressedOops JVM优化之压缩普通对象指针（CompressedOops），通常64位JVM消耗的内存会比32位的大1.5倍，这是因为对象指针在64位架构下，长度会翻倍（更宽的寻址）。对于那些将要从32位平台移植到64位的应用来说，平白无辜多了1/2的内存占用，这是开发者不愿意看到的。系统默认为开启true。

   6.-XX:+PrintCommandLineFlags 。这个参数的作用是显示出VM初始化完毕后所有跟最初的默认值不同的参数及它们的值。 

   7. -XX:+PrintFlagsFinal 。前一个参数只显示跟默认值不同的，而这个参数则可以显示所有可设置的参数及它们的值。

   8.-XX:+PrintFlagsInitial 。这个参数显示在处理参数之前所有可设置的参数及它们的值

    

   $ java -version
   java version "1.6.0_29"
   Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.6.0_29-b11)
   Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 20.4-b02, mixed mode)
   $ java -XX:+PrintFlagsInitial | grep UseCompressedOops
        bool UseCompressedOops                         = false           {lp64_product}      
   $ java -XX:+PrintFlagsFinal | grep UseCompressedOops
        bool UseCompressedOops                        := true            {lp64_product}      

5.  
6. 查看默认值的方式统一为 
7. java -server -Xmx1024m -Xms1024m -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintFlagsFinal -version| grep ParallelGCThreads
8. JVM默认垃圾回收策略,

jdk1.7 默认垃圾收集器Parallel Scavenge（新生代）+Parallel Old（老年代）（-XX:+UseParallelGC，-XX:+UseParallelOldGC ）可以被称为并行垃圾回收器

jdk1.8 默认垃圾收集器Parallel Scavenge（新生代）+Parallel Old（老年代）（-XX:+UseParallelGC， -XX:+UseParallelOldGC）可以被称为并行垃圾回收器

jdk1.9 默认垃圾收集器G1

 

1. 针对年轻代:
2. UseParallelGC true（默认）
3. UseParNewGC false 
   UseSerialGC false
   -XX:+UseParallelGC：选择垃圾收集器为并行收集器。此配置仅对年轻代有效。可以同时并行多个垃圾收集线程，但此时用户线程必须停止。
   -XX:+UseParNewGC:设置年轻代为多线程收集（并发垃圾回收器，可以在执行的时候不会影响业务线程的执行）。可与CMS收集同时使用。在serial基础上实现的多线程收集器。
   1. 针对年老代:
   UseParallelOldGC true（默认）

java -server    -XX:+PrintFlagsFinal  -version|grep UseParallelOldGC 

1. UseConcMarkSweepGC false
   -XX:-UseConcMarkSweepGC 对老生代采用并发标记交换算法进行GC
   -XX:+UseParallelOldGC：配置年老代垃圾收集方式为并行收集。当-XX:-UseParallelGC启用时该项自动启用 

    

工具

• jstat 用来实时查看gc的状态，

  用法：jstat -gcutil 进程号 时间（毫秒）。结果如下：

  里面列出每个区间的内存大小，新生代gc的次数和时间，老年代gc的次数和时间。这里都能反映出你的JVM的运行状况

• jmap 用于查看java进程的对象状况

  用法：jmap -histo:live 进程id 。可以打印每个类的实例数量，内存大小

  用法：jmap -dump:format=b,file=log.bin 进程id 这个命令特别有用，可以将jvm的整个内存镜像拷贝下来，用于分析每个对象占用的内存状况。当你的java进程崩溃了，用这个方法，可以分析出哪些对象是罪魁祸首

• jstack 用于查看java进程id的堆栈信息

  用法：jstack 进程id 这个工具对于查看死循环的线程很有效，可以直接找出是哪个线程在哪个方法内死循环了

这里有一个很形象的比喻：

我是一个普通的java对象，我出生在Eden区，在Eden区我还看到和我长的很像的小兄弟，我们在Eden区中玩了挺长时间。有一天Eden区中的人实在是太多了，我就被迫去了Survivor区的“From”区（通过Minor GC），自从去了Survivor区，我就开始漂了（通过Minor GC），有时候在Survivor的“From”区，有时候在Survivor的“To”区，居无定所。直到我18岁的时候，爸爸说我成人了，该去社会上闯闯了。于是我就去了年老代那边（通过Minor GC），年老代里，人很多，并且年龄都挺大的，我在这里也认识了很多人。在年老代里，我生活了20年(每次GC加一岁)，然后被回收（major gc）。

老年代的GC（Major GC/Full GC）

总结

JVM的参数有很多，大部分我们都不需要去设置和优化。如果你的程序没有问题，就不要去折腾。如果你要优化，一定要有相应的测试流程来支撑。