Teknologian jakaminen

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

esittely

Java Virtual Machine (JVM) on Java-alustan ydinkomponentti, joka mahdollistaa Java-ohjelmien suorittamisen eri alustoilla. JVM ei ole vain vastuussa Java-tavukoodin suorittamisesta, vaan myös hallitsee keskeisiä tehtäviä, kuten muistin varaamista ja roskien keräämistä. Syvä ymmärrys JVM:n toiminnasta on välttämätöntä tehokkaan suorituskyvyn virittämiseksi. Tässä artikkelissa esitellään yksityiskohtaisesti JVM:n toimintaperiaate, mukaan lukien muistimalli, roskienkeräysmekanismi ja jaetaan joitain käytännön JVM:n suorituskyvyn viritystekniikoita.

Miten JVM toimii

1. JVM-arkkitehtuuri

JVM koostuu pääasiassa seuraavista osista:

• ClassLoader: Vastaa Java-luokkatiedostojen lataamisesta JVM:ään.
• Runtime Data Area: Sisältää menetelmäalueen, keon, ohjelmalaskurin, virtuaalikoneen pinon ja paikallisen menetelmäpinon.
• Suoritusmoottori: Vastaa tavukoodiohjeiden suorittamisesta.
• Alkuperäinen käyttöliittymä: Sallii Java-koodin olla vuorovaikutuksessa muilla kielillä kirjoitettujen ohjelmien kanssa.

2. Muistimalli

JVM-muistimalli on jaettu pääasiassa seuraaviin alueisiin:

• Menetelmäalue: Tallentaa virtuaalikoneen lataamat luokkatiedot, vakiot, staattiset muuttujat jne.
• Pino: Tallentaa objektiinstanssit ja taulukot. Se on JVM:n ajonaikainen tietoalue ja roskien keräämisen pääalue.
• Ohjelman laskuri: Nykyisen säikeen suorittaman tavukoodin rivinumeron ilmaisin.
• VM-pino: Kun jokainen menetelmä suoritetaan, luodaan pinokehys tietojen, kuten paikallisten muuttujien, operaatiopinojen ja dynaamisten linkkien, tallentamiseen.
• Alkuperäinen menetelmäpino: Käytetään tukemaan paikallisten menetelmien suorittamista.

3. Jätteenkeräysmekanismi

JVM:n roskienkeräysmekanismi vastaa pääasiassa käyttämättömien esineiden kierrättämisestä ja muistitilan vapauttamisesta. Jätteiden kerääminen on jaettu pääasiassa seuraaviin vaiheisiin:

• Merkintä: Tunnista, mitkä kohteet ovat saavutettavissa, eli onko vielä viitattuja objekteja.
• Lakaisu: Ota takaisin kaikkien tavoittamattomien kohteiden käyttämä muistitila.
• Tiivistetään: Siirrä säilyneitä esineitä vähentääksesi muistin pirstoutumista.

Vinkkejä JVM:n suorituskyvyn säätämiseen

1. Valitse oikea roskakori

JVM tarjoaa erilaisia ​​roskakeräilijöitä, mukaan lukien:

• Sarja GC: Soveltuu pieniin sovelluksiin.
• Rinnakkais jätekeräin (Parallel GC): Sopii moniytimisille palvelimille suorituskyvyn parantamiseksi.
• CMS (Concurrent Mark Sweep) -jätteenkerääjä: Minimoi taukoaika, sopii interaktiivisiin sovelluksiin.
• G1 (Garbage-First) -jätteenkeräin: Soveltuu suurille muistikasoille, mikä tarjoaa ennustettavat taukoajat.

Sopivan roskakorin valitseminen sovelluksen ominaisuuksien perusteella on ensimmäinen askel suorituskyvyn säätämisessä.

2. Säädä kasan muistin kokoa

Kasan muistin koon oikea asetus voi parantaa roskienkeruun tehokkuutta. Tyypillisesti kasamuistia voidaan virittää seuraavilla parametreilla:

• -Xms: Aseta alkuperäinen keon muistin koko.
• -Xmx: Aseta keon muistin enimmäiskoko.

3. Optimoi jätteenkeräysstrategia

• Valitse oikea jätteenkeräysstrategia: Voit esimerkiksi käyttää rinnakkaiskeräystä nuorelle sukupolvelle ja CMS- tai G1-kokoelmaa vanhalle sukupolvelle.
• Säädä roskien keräystiheyttä: Vähennä jätteenkeräystiheyttä asettamalla kohtuullinen kasamuistin koko ja valitsemalla sopiva roskankeräin.

4. Käytä JVM:n suorituskyvyn seurantatyökaluja

JVM tarjoaa erilaisia ​​suorituskyvyn seurantatyökaluja, kuten:

• jconsole: Käytetään JVM:n toimintatilan valvontaan.
• jvisuavm: Tarjoaa yksityiskohtaisemman JVM-suorituskykyanalyysin.
• jstat: Käytetään JVM-suorituskykytietojen keräämiseen.

Näiden työkalujen avulla JVM:n toimintatilaa voidaan seurata reaaliajassa ja suorituskyvyn pullonkaulat voidaan havaita ajoissa.

5. Kooditason optimointi

• Vähennä tarpeetonta objektien luomista: Vältä objektien luomista silmukoissa ja yritä käyttää objekteja uudelleen.
• Käytä kevyitä esineitä: Käytä esimerkiksiArrayListkorvataLinkedListVoi vähentää muistin käyttöä.
• Optimoi tietorakenne: Sopivan tietorakenteen valitseminen voi parantaa ohjelman suoritustehoa.

6. Samanaikaisuuden suorituskyvyn viritys

• Lanka-altaiden oikea käyttö: Vältä luomasta liikaa säikeitä ja käytä säikeitä uudelleen säikeiden käyttämiseen.
• Vähennä lukkojen käyttöä: Lukot vähentävät samanaikaisuuden suorituskykyä, ja ne voidaan optimoida käyttämällä lukitsemattomia tietorakenteita tai vähentämällä lukkojen tarkkuutta.

7. Muistivuotojen havaitseminen ja käsittely

• Tarkista säännöllisesti muistivuotoja: Käytä työkaluja, kuten VisualVM, tarkistaaksesi säännöllisesti muistivuotoja.
• Vapauta resurssit viipymättä: Varmista, että käyttämättömät esineet voidaan kerätä roskat ajoissa.

Käytännön tapaus: JVM:n suorituskyvyn viritys

kohtauksen kuvaus

Oletetaan, että meillä on verkkokauppa-alusta Käyttäjät ilmoittavat, että sivu latautuu hitaasti ruuhka-aikoina. Alustavan analyysin jälkeen epäillään, että kyseessä on JVM:n suorituskyky.

Viritysvaiheet

1. Seuraa JVM:n suorituskykyä: Käytä jconsolea JVM:n suorittimen käytön, muistin käytön ja roskienkeräystaajuuden seuraamiseen.

2. Analysoi kasan muistin käyttöä: Analysoi keon muistin käyttöä jvisualvm:n kautta ja huomaa, että vanhan sukupolven käyttö on liian korkeaa.

3. Säädä keon muistin kokoa: Kasvata alkuperäistä keomuistia 512 megatavusta 1024 megatavuun ja maksimikekomuistia 1024 megatavusta 2048 megatavuun.

4. Vaihda roskakori: Muuta roskankerääjä oletusarvoisesta Parallel GC:stä G1 GC:ksi tauon lyhentämiseksi.

5. Optimoi koodi: Tarkista koodi ja huomaa, että siellä on tarpeettomia objektiluomuksia ja resursseja, joita ei julkaista ajoissa, ja optimoi ne.

6. Samanaikaisuuden viritys: Optimoi säikeen käyttö, vähennä lukituskilpailua ja paranna samanaikaisuuden suorituskykyä.

7. Tarkkaile uudelleen: Käytä virityksen jälkeen uudelleen jconsolea seurataksesi JVM:n suorituskykyä ja huomaat, että suorittimen ja muistin käyttö on parantunut ja roskien keruuta on vähentynyt.

Viritystulokset

Yllä olevien viritysvaiheiden jälkeen verkkokauppaalustan sivujen latausnopeus ruuhka-aikoina on parantunut merkittävästi ja käyttäjien palaute on ollut hyvää.

tiivistettynä

JVM-suorituskyvyn viritys on monimutkainen prosessi, joka vaatii kattavan roskakeräimen valinnan, kasan muistin säätämisen, koodin optimoinnin ja muiden näkökohtien huomioimisen. Käyttämällä JVM:n suorituskyvyn seurantatyökaluja oikein ja tekemällä tehokkaita viritystoimenpiteitä Java-sovellusten suorituskykyä voidaan parantaa merkittävästi.

kysymystuokio

1. kysyä: Kuinka määrittää JVM:n keon muistin koko? vastaus : JVM:n keon muistin koon määrittämistä on harkittava kattavasti sovelluksen muistivaatimusten ja palvelimen fyysisen muistin perusteella. Tyypillisesti voit tarkkailla sovelluksen muistin käyttöä valvontatyökalujen avulla ja säätää vähitellen kasan muistin kokoa, kunnes löydät sopivan kokoonpanon.

2. kysyä: Miksi roskakori pitää vaihtaa? vastaus : Eri jätteenkeräilijöillä on erilaiset suorituskykyominaisuudet ja soveltuvat skenaariot. Roskakeräin vaihdetaan vastaamaan paremmin sovelluksen tarpeita, esimerkiksi taukoaikojen lyhentämiseksi tai suorituskyvyn lisäämiseksi.

3. kysyä: Kuinka havaita muistivuotoja? vastaus : Muistivuodot voidaan havaita JVM:n toimittamilla suorituskyvyn seurantatyökaluilla, kuten VisualVM. Seuraamalla kasamuistin käyttöä, jos huomaat, että joidenkin objektien muistin käyttö jatkaa kasvuaan eikä niitä voida kerätä roskiin, kyseessä voi olla muistivuoto.

4. kysyä: Mihin meidän tulisi kiinnittää huomiota, kun viritetään samanaikaista suorituskykyä? vastaus : Samanaikaisuuden suorituskyvyn viritys vaatii huomiota säieresurssien järkevään käyttöön ja liian monien säikeiden luomisen välttämistä. Samaan aikaan lukkojen käytön vähentäminen ja lukkojen tarkkuuden optimointi ovat myös avaimia samanaikaisuuden parantamiseksi.

Ymmärtämällä syvällisesti JVM:n toimintaperiaatteet ja hallitsemalla suorituskyvyn viritystekniikoita kehittäjät voivat optimoida Java-sovellusten suorituskyvyn tehokkaammin ja parantaa käyttökokemusta.