神秘的偶发服务超时，原因可能是那些坏邻居

1. 恶邻A君

唯品会在服务化体系改造的初期，一个对延时敏感的应用，偶然会发生一些超时，事发当时zabbix分钟级监控，dstat秒级监控的服务器指标都正常，应用，数据库，缓存，网络也正常，那这是为什么呢？ 

某天脑洞大开，把怀疑的目光投向了在后台运行日志收集程序Flume，发现它的GC运行得比较狂野，于是对它的GC线程数做了限制：

修改前：15分钟内，  大于30ms的业务调用173次，  大于50ms的23次
修改后： 246分钟内，大于30ms的业务调用41次，   大于50ms的4次

2. 恶邻B君

又过了若干个月，又有某些应用，又开始抽风。这次相对好查一些，因为我们新升级了服务器的监控系统，只要在两台机器上做一下对比测试就好了。 只花了一个晚上，基本就能验明凶手了。

那这个新升级的监控系统，又是怎么影响到主应用的呢？找出它与应用有交互的部分，原来对于JVM的各种线程数信息，堆内存各代的信息，每拿一个数据都会启动一次JMX Client，所以每分钟都有一秒要连拿7个数据，启动7个JMX Client。

改进方法很简单，我们自己定制了一下JMX Client，将7个数据合并在一个命令里获得，另外定制了一下JMX Client的JVM参数，将它启动的动静尽量减少。

3. 逆优化

可见， JVM是个运行服务端应用的好VM，但体量有点大。 如果你只是想频繁地运行一段 Java 写的脚本，或者在跑一些辅助性的程序比如监控和日志收集，往常推荐的JVM参数也就不再合适里，需要进行逆优化才能做个安静的好邻居：

一、启动快速，动静小。

二、低成本，节约CPU、内存和线程。

三、低扰动，不干扰主应用的运行。

4. 从失败的取经开始

第一时间，觉得和JDK自带的jmap，jstack们用一样的参数就好了，多简单。

在它们运行时，跑 jps -v   ， 结果发现通通只有一个-Xms8m 。

还不死心，又 去翻源码 ，JDK7在  Makefile.launcher ，JDK8在 CompileLaunchers.gmk ， 结果发现全部8M，通通8M，再没别的参数了。

有同学又从久远的记忆中想起一个-client，感觉也是比较弱气的选项，但在这个多核的64位 Linux 服务器上是根本无效的，一定是-server，必须是-server。

5. 逆优化的思路

JVM与上述诉求相冲的几个地方：

• 各种吃内存

• 各种后台线程

• JIT时CPU表现狂野

• GC时CPU表现狂野

那我们就从这几个方面着手。

在开始折腾前，先准备好测试手段：

首先，给 工具 脚本配上GC 日志参数，在GC日志里就能看到实际启动参数，GC纪录，以及运行结束时内存各代的占用。

-Xloggc:gc.log -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime

其次，长期跑一个 pidstat -l 1| grep xxx ，紧密监控进程的CPU消耗。

最后，jstack看线程。

6. 类的加载和编译优化

6.1 -Xverify:none

来自优化Eclipse启动速度的经验，说关闭Java类加载验证可以加快10% -15%的启动速度，嗯，好，加。

6.2 设定编译级别

JIT编译之后的代码比解释执行字节码更快，更省CPU。比如vjtools里的vjtop，没编译时每回运行要50%单核CPU，75ms执行完一个探测循环，而编译后10%单核，15ms就能完工。

但编译本身就需要CPU，也需要额外的编译线程。

如果脚本只简单的跑一次，比如vjtools里的vjmxcli，建议就不要进行JIT编译了，编译完了也用不上，直接解释执行就好。禁止它： -Djava.compiler=NONE

如果脚本用于密集计算，比如vjtools里的vjmap，则建议打开多层编译，一开始就对运行到的方法进行静态编译，不用等方法被调用1万次。多层编译在JDK8默认打开，显式打开： -XX:+TieredCompilation 。

但打开多层编译也会导致程序运行初期有较多的编译任务，吃比较多的CPU，可以显式关掉多层编译 -XX:-TieredCompilation 来对比一下，综合其带来的性能提升，脚本的运行时间的长短，以及额外的CPU支出来综合评价。

6.3 编译线程的设定

在24核服务器上，默认有4条C1编译线程，8条C2编译线程(多层编译下)，可以把它设到最小的 -XX:CICompilerCount=2 。

6.4 未来黑科技－AOT

JIT真的不适合脚本，还是预先把代码编译(Ahead-of-Time，AOT) 更好。 JDK9里有一个Hotspot编译器组搞的试验性的jaotc，另一个选择是GraalVM全家桶里带的SubstrateVM，支持JDK8。

看各位大大炫，但我还没玩过。

7. GC 优化

脚本们一般不介意GC延时，建议使用吞度量最的串行收集算法 -XX:+UseSerialGC ，避免了其他GC算法所需的大量GC线程，更绝对保证了自己GC时不会影响到主应用。

如果依然想使用并行算法，就一定要设置GC线程数，在24核机器上YGC和CMS GC的线程数默认分别是18和5，为了避免成为恶邻A君。可设为：

-XX:ParallelGCThreads=4 -XX:ConcGCThreads=2

8. 内存优化

首先，JVM的堆内存

一，默认的JVM初始内存大小，在大内存的服务器上会比较大，必须设置。

二， -Xms 与 -Xmx 不等时，  自动扩张并没有想象中那么智能和合理。

三、新生代默认只有1/3堆大小，而在脚本看来新生代才是大头。

建议根据GC日志的结果，完整设置-Xms 和 -Xmx，并用-Xmn(新生代占大头) 或-XX:NewRatio=1（一半半） 来设置新生代大小。

其次，每条线程的内存，从默认1M回到256k: -xss256k

其他永久代，CodeCache的初始值还算合理，没看到特别浪费的情况不用管。

9. 小结

想起写这个，主要是看杨晓峰的《Java核心技术36讲》里的某几篇挑起的兴趣。

一段快速执行，关闭了JIT的脚本，启动命令大概长这个样子：

-Xms96m -Xmx96m -Xmn64m -Xss256k -XX:+UseSerialGC -Djava.compiler=NONE -Xverify:none -XX:AutoBoxCacheMax=20000

一段辅助程序，启动命令大概长这个样子

-Xms256m -Xmx256m -XX:NewRatio=1 -Xss256k -XX:+UseSerialGC -XX:-TieredCompilation -XX:CICompilerCount=2 -Xverify:none -XX:AutoBoxCacheMax=20000

这篇的原主题是《快速，低成本，低扰动地运行一段Java代码》，以下配图刚好：