JVM系统优化实践（8）：订单系统的垃圾回收案例

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上回说到了年轻代和老年代的两个垃圾回收器：ParNew和CMS，并且将CMS的GC过程也一并介绍了，现在来看个订单系统的案例。

假设有这样的订单系统：

1、每日亿级流量，500万DAU，每日50万单集中在4小时高峰期；

2、大促（如双11）期间，就可能产生1000单/秒的峰值；

3、假设需增加3台机器，平均300单/台，4C8G。

案例目标：优化JVM，尽量避免Full GC。

按500单/秒的请求来估算的话，也就是：

500 * 1K * 20倍（单个开销） * 10倍（相关对象） = 100M

即每秒会产生100M（垃圾）。

按此消费水平，内存模型是：

1、4C8G内存，JVM内存 = 物理内存 / 2 = 4G内存；

2、JVM堆分配3G（年轻代1.5G，老年代1.5G）；

3、JVM栈每线程分配1M；

4、剩余内存再配置其他JVM参数

所以常规的JVM参数配置就是这样的：

-Xms3072M -Xmx3072M -Xmn1536M -Xss1M -XX:MetaspaceSize=256M -XX:MaxMetaspaceSize=256M

但按此配置，年轻代15秒后就会被填满。

所以稍稍调整下，增加-XX:SurvivorRatio参数：

-Xms3072M -Xmx3072M -Xmn1536M -Xss1M -XX:MetaspaceSize=256M -XX:MaxMetaspaceSize=256M -XX:SurvivorRatio=8

-XX:SurvivorRatio=8，导致Eden只有1.2G，会提前触发Minor GC：

接下来可以再考虑优化Survivor。它的问题是：

1、会经常出现Survivor空间不足而直接进入老年代；

2、超过Survivor空间50%规则（会直接进入老年代）。

建议：

1、调整年轻代和老年代空间大小；

2、因为普通业务系统的大部分对象生成周期都很短，根本不应该频繁进入老年代；

3、尽量让对象留在年轻代里。

因此，对于任何系统，首要考虑的就是尽量让对象都留在Survivor里。调整后的JVM配置：

-Xms3072M -Xmx3072M -Xmn2048M -Xss1M -XX:MetaspaceSize=256M -XX:MaxMetaspaceSize=256M -XX:SurvivorRatio=8

同时，可以降低进入老年代的“年龄”大小，给Survivor腾空间。调整后的JVM配置：

-Xms3072M -Xmx3072M -Xmn2048M -Xss1M -XX:MetaspaceSize=256M -XX:MaxMetaspaceSize=256M -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxTenuringThreshold=5

另一方面，为了不让过大的对象进入老年代，可以考虑对进入老年代的对象大小进行调整，当有超过指定大小的内存对象时，就直接进入老年代。调整后的JVM配置：

-Xms3072M -Xmx3072M -Xmn2048M -Xss1M -XX:MetaspaceSize=256M -XX:MaxMetaspaceSize=256M -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxTenuringThreshold=5 -XX:PretenureSizeThreshold=1M

之前说过默认超过Survivor空间大小的50%时，存活对象就会进入老年代，因此这里也可以优化。调整后的JVM配置：

-Xms3072M -Xmx3072M -Xmn2048M -Xss1M -XX:MetaspaceSize=256M -XX:MaxMetaspaceSize=256M -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxTenuringThreshold=5 -XX:PretenureSizeThreshold=1M -XX:TargetSurvivorRatio=50

最后别忘了指定GC，年轻代用ParNew，老年代用CMS。调整后的JVM配置：

-Xms3072M -Xmx3072M -Xmn2048M -Xss1M -XX:MetaspaceSize=256M -XX:MaxMetaspaceSize=256M -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxTenuringThreshold=5 -XX:PretenureSizeThreshold=1M -XX:TargetSurvivorRatio=50 -XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC

那么各位可以根据这个思路，估算一下自己公司的生产系统，合理设置并优化JVM参数。

总结一下：

1、对象进入老年代的一般规律：

• -XX:MaxTenuringThreshold=N，该参数值让年轻代对象躲过N次GC之后进入老年代。这些对象一般是@Entity、@Component、@Service、@Controller等注解标注出来的系统组件；

• -XX:PretenureSizeThreshold=1M，年轻代中超过该值的对象就进入老年代；

• -XX:TargetSurvivorRatio=50，Minor GC后存活对象的总大小如果超过该值就进老年代。

2、什么时候会触发Full GC？

• -XX:HandlePromotionFailure，该参数没打开时触发Full GC（JDK1.6后已废弃）；

• 老年代可用空间＜历次Minor GC后进入老年代的对象的平均大小时触发Full GC；

• 老年代可用空间＜要进入的老年代的存活对象大小时触发Full GC；

• -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection和XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=92，老年代可用空间超过该值时触发Full GC，这两个必须配对出现（JDK1.8已不建议使用）。

大促期间，真正的系统压力峰值时间是有限的，比如持续2小时。如果JVM能做到500单/秒，大约1小时才触发一次Full GC，那么峰值过后，JVM的压力就会小很多，就不会触发Full GC了。

3、老年代GC时发生Concurrent Mode Failure的问题。

• 当老年代使用空间超过92%时进行CMS，可用空间不足100M；

• 有一批存活对象要进入老年代，大小200M；

• 此时就发生Concurrent Mode Failure；

• 但这种概率极小，不需要为极小概率事件调整JVM参数设置；

• 也没有必要修改执行多少次Full GC之后进行碎片清理，因为经过优化后， Full GC执行次数大大降低了。

那么订单系统的最终配置是：

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