记录一次JVM调优过程3

jmap -heap 1bash-4.4# jmap -heap 1
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Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.161-b12

using thread-local object allocation.
Garbage-First (G1) GC with 33 thread(s)

Heap Configuration:
MinHeapFreeRatio = 40
MaxHeapFreeRatio = 70
MaxHeapSize = 2147483648 (2048.0MB)
NewSize = 1363144 (1.2999954223632812MB)
MaxNewSize = 1287651328 (1228.0MB)
OldSize = 5452592 (5.1999969482421875MB)
NewRatio = 2
SurvivorRatio = 8
MetaspaceSize = 21807104 (20.796875MB)
CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)
MaxMetaspaceSize = 268435456 (256.0MB)
G1HeapRegionSize = 1048576 (1.0MB)

Heap Usage:
G1 Heap:
regions = 2048
capacity = 2147483648 (2048.0MB)
used = 661967312 (631.3012237548828MB)
free = 1485516336 (1416.6987762451172MB)
30.825255066156387% used
G1 Young Generation:
Eden Space:
regions = 60
capacity = 1317011456 (1256.0MB)
used = 62914560 (60.0MB)
free = 1254096896 (1196.0MB)
4.777070063694268% used
Survivor Space:
regions = 1
capacity = 1048576 (1.0MB)
used = 1048576 (1.0MB)
free = 0 (0.0MB)
100.0% used
G1 Old Generation:
regions = 647
capacity = 829423616 (791.0MB)
used = 590538400 (563.1813049316406MB)
free = 238885216 (227.81869506835938MB)
71.19864790539073% used

bash-4.4# jstat -gcutil 1
S0 S1 E O M CCS YGC YGCT FGC FGCT GCT
0.00 100.00 57.43 99.98 87.76 83.63 190086 7439.131 0 0.000 7439.131

bash-4.4# jstat -gcmetacapacity 1
MCMN MCMX MC CCSMN CCSMX CCSC YGC FGC FGCT GCT
0.0 1181696.0 149248.0 0.0 1048576.0 16896.0 190112 0 0.000 7440.161

bash-4.4# java -version
java version “1.8.0_161”
Java™ SE Runtime Environment (build 1.8.0_161-b12)
Java HotSpot™ 64-Bit Server VM (build 25.161-b12, mixed mode)

deployment.yaml文件的资源配置参数如下，
resources:
limits:
cpu: ‘8’
memory: 25Gi
requests:
cpu: 2500m
memory: 16Gi

CPU 使用率 (cores) 6.75， 内存使用 (bytes) 5.55Gi, 产生如下告警容器CPU使用量状态异常，当前指标值6.76

当前dockerFile jvm参数如下， 根据以上信息还有调优的空间吗？
ENTRYPOINT [“java”,
“-Xmx2g”, “-Xms2g”,
“-XX:MaxMetaspaceSize=256m”,
“-XX:+UseG1GC”,
“-XX:MaxGCPauseMillis=200”,
“-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=35”,
“-XX:+PrintGCDetails”,
“-XX:+PrintGCDateStamps”,
“-Xloggc:/tmp/gc.log”,
“-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError”,
“-XX:HeapDumpPath=/tmp/heapdump.hprof”,
“-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom”,
“-jar”, “/app.jar”,
“–spring.profiles.active=pro”]

好的，我现在需要帮助用户分析他们的JVM配置是否还有调优的空间。首先，我得仔细看看用户提供的所有信息，包括jmap、jstat的输出，以及docker的资源配置和当前的JVM参数。

首先，用户提供了jmap -heap的输出，显示堆内存配置为2G，使用G1GC，年轻代和老年代的使用情况。年轻代的Eden区用了60MB，Survivor用了1MB，而老年代用了563MB，占用了71%。这说明老年代的使用率较高，可能需要调整年轻代和老年代的比例，或者调整G1的参数。

然后是jstat -gcutil的输出，显示Survivor1的使用率是100%，这可能意味着Survivor空间不足，导致频繁晋升到老年代。同时，老年代的使用率是99.98%，几乎满了，这可能导致Full GC频繁发生，尤其是在Survivor空间不足的情况下。YGC次数高达190086次，YGCT是7439秒，说明年轻代GC非常频繁，可能影响性能。

接下来是jstat -gcmetacapacity，显示Metaspace的容量是149248KB，而MaxMetaspaceSize设置为256MB，这里可能存在问题，因为Metaspace的容量超过了MaxMetaspaceSize的限制，导致频繁的类元数据GC，这可能影响性能。

然后看docker的资源配置，用户配置了CPU limits为8核，requests为2500m（即2.5核），内存limits为25Gi，requests为16Gi。当前CPU使用率是6.75核，内存使用5.55Gi，但产生了CPU使用异常的告警，当前指标6.76核。这可能是因为CPU的requests设置过低，导致容器在资源竞争时被限制，或者应用本身存在高CPU使用的情况。

当前的JVM参数中，-Xmx和-Xms都是2G，但docker的内存limits是25Gi，明显JVM只用了很小的一部分内存。这可能是因为应用的实际内存需求不高，或者存在内存浪费。同时，Metaspace的配置是MaxMetaspaceSize=256m，但实际Metaspace的容量达到了149248KB（约145.7MB），这可能没问题，但需要确认是否足够，或者是否有类加载的问题。

接下来需要分析调优的可能性：

堆内存调整：当前堆是2G，但docker允许25Gi，可能可以适当增加堆大小，减少频繁的GC。但需要根据应用的实际内存需求来决定，避免过度分配。

G1GC参数优化：Survivor空间使用率100%，可能需要调整SurvivorRatio或MaxGCPauseMillis。例如，增加SurvivorRatio，或者调整InitiatingHeapOccupancyPercent，让老年代回收更早开始，减少Full GC。

Metaspace问题：Metaspace的容量超过了MaxMetaspaceSize，可能需要增加MaxMetaspaceSize，或者检查是否有类加载泄漏。

CPU使用率过高：当前CPU使用接近8核的限制，但requests是2.5核，可能导致资源争抢。需要检查应用的线程模型，是否有不必要的计算，或者是否可以优化代码。

GC日志分析：通过GC日志分析停顿时间，确认是否符合预期，调整G1的参数如MaxGCPauseMillis和ParallelGCThreads。

可能的调优步骤：

调整堆大小，比如增加到4G或更大，但需确保应用不会OOM，并且减少GC频率。
调整G1的参数，如SurvivorRatio=16，或者调整InitiatingHeapOccupancyPercent到40，让老年代回收更早开始。
增加MaxMetaspaceSize到512m或更高，避免Metaspace的GC。
检查CPU使用情况，是否应用存在高负载，或者是否可以优化代码，减少线程竞争。
调整docker的CPU requests，使其更接近实际使用，避免资源争抢。
需要综合考虑这些因素，逐步调整并监控效果。同时，注意不要过度调整，导致其他问题。
根据提供的JVM配置、监控数据和容器资源信息，以下是调优建议及分析：

一、JVM参数调优空间分析

1. 堆内存配置优化
   当前问题：JVM堆内存仅配置为2G（
   -Xmx2g
   ），而容器内存限制为25Gi，存在显著资源浪费。
   调优建议：
   扩容堆内存：将堆内存调整至容器内存的50%-70%（如12-16Gi），避免频繁Full GC。
   参数示例：
   -Xmx16g -Xms16g
   验证依据：当前堆使用率仅30.8%，且容器内存实际使用仅5.55Gi，存在扩容空间。
2. G1GC参数优化
   问题1：Survivor空间不足
   Survivor Space使用率100%，频繁晋升到老年代。
   调优建议：
   调整SurvivorRatio：将
   -XX:SurvivorRatio
   从默认8调整为16（
   -XX:SurvivorRatio=16
   ），扩大Survivor空间。
   验证依据：Survivor Space容量仅1MB，远低于Eden Space的1256MB。
   问题2：老年代回收延迟
   老年代使用率71.19%，接近阈值（默认45%），但
   InitiatingHeapOccupancyPercent=35
   设置过低。
   调优建议：
   提高回收触发阈值：调整为
   -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45
   ，减少Full GC频率。
3. Metaspace配置优化
   问题：Metaspace实际容量（149248KB）超过
   MaxMetaspaceSize=256m
   ，导致频繁类元数据GC。
   调优建议：
   扩容Metaspace：设置
   -XX:MaxMetaspaceSize=512m
   或更高。
   验证依据：
   jstat -gcmetacapacity
   显示Metaspace实际使用145.7MB，接近256MB限制。
4. GC日志与停顿时间优化
   问题：年轻代GC次数高达190,086次，YGCT累计7439秒，停顿时间可能影响响应。
   调优建议：
   增加并行GC线程：设置
   -XX:ParallelGCThreads=4
   （根据CPU核心数调整）。
   优化GC日志：移除
   -XX:+PrintGCDetails
   （生产环境不建议打印详细日志）。
   二、容器资源与CPU使用优化
5. CPU资源分配
   问题：CPU使用率6.75核（接近8核限制），但
   requests: 2500m
   过低，可能导致资源争抢。
   调优建议：
   调整CPU requests：设置为
   requests: 6000m
   （6核），匹配实际使用率。
   验证依据：当前CPU使用率接近容器限制，需避免被K8s驱逐。
6. 内存资源分配
   问题：容器内存使用仅5.55Gi，远低于25Gi限制，但JVM堆仅2G。
   调优建议：
   扩容JVM堆：结合上述建议，释放容器内存资源。
   三、综合调优方案
   ENTRYPOINT [“java”,
   “-Xmx16g”, “-Xms16g”,
   “-XX:MaxMetaspaceSize=512m”,
   “-XX:+UseG1GC”,
   “-XX:MaxGCPauseMillis=200”,
   “-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45”,
   “-XX:SurvivorRatio=16”,
   “-XX:ParallelGCThreads=4”,
   “-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError”,
   “-XX:HeapDumpPath=/tmp/heapdump.hprof”,
   “-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom”,
   “-jar”, “/app.jar”,
   “–spring.profiles.active=pro”]
   四、后续验证步骤
   监控GC日志：使用
   GCViewer
   分析停顿时间是否降低。
   观察Metaspace使用：通过
   jmap -heap
   确认Metaspace未超限。
   调整容器资源：更新
   deployment.yaml
   的CPU requests至6核。
   压力测试：验证高负载下CPU和内存稳定性。
   通过上述调整，可显著降低GC频率、减少CPU争抢，并优化资源利用率。

ENTRYPOINT [“java”,
“-Xmx16g”, “-Xms16g”,
“-XX:MaxMetaspaceSize=512m”,
“-XX:+UseG1GC”,
“-XX:MaxGCPauseMillis=200”,
“-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45”,
“-XX:SurvivorRatio=16”,
“-XX:ParallelGCThreads=4”,
“-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError”,
“-XX:HeapDumpPath=/tmp/heapdump.hprof”,
“-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom”,
“-jar”, “/app.jar”,
“–spring.profiles.active=pro”] 解释每个参数的作用
以下是对
ENTRYPOINT
中各参数作用的详细解释：

Java 虚拟机启动命令
[“java”]
：指定使用 Java 虚拟机来启动应用程序。
java
是 Java 运行时环境的命令，用于执行 Java 字节码。
堆内存相关参数
-Xmx16g
：设置 Java 虚拟机堆的最大内存大小为 16GB。当 Java 程序运行过程中需要更多的堆内存时，最多可以使用 16GB 的堆空间。如果程序试图使用超过这个限制的堆内存，就会抛出
OutOfMemoryError
异常。
-Xms16g
：设置 Java 虚拟机堆的初始内存大小为 16GB。JVM 启动时会立即分配 16GB 的堆内存，这样可以避免在程序运行过程中频繁地进行堆内存的扩容操作，提高性能。
元空间相关参数
-XX:MaxMetaspaceSize=512m
：设置 Java 虚拟机元空间（Metaspace）的最大内存大小为 512MB。元空间主要用于存储类的元数据信息，如类的定义、方法信息等。限制元空间的大小可以防止元空间无限增长，避免出现内存溢出问题。
垃圾回收器相关参数
-XX:+UseG1GC
：启用 G1（Garbage-First）垃圾回收器。G1 是一种面向服务器端应用的垃圾回收器，它将堆内存划分为多个大小相等的区域（Region），通过优先回收垃圾最多的区域来提高垃圾回收的效率，适用于大内存、多 CPU 的系统。
-XX:MaxGCPauseMillis=200
：设置 G1 垃圾回收器的最大停顿时间为 200 毫秒。G1 垃圾回收器会尽量在这个时间内完成垃圾回收操作，以减少垃圾回收对应用程序性能的影响。
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45
：当堆内存的使用率达到 45% 时，G1 垃圾回收器会开始启动并发标记阶段，准备进行垃圾回收操作。通过调整这个参数，可以控制垃圾回收的触发时机。
-XX:SurvivorRatio=16
：设置新生代中 Eden 区和 Survivor 区的比例为 16:1。在垃圾回收过程中，新创建的对象通常会被分配到 Eden 区，当 Eden 区满时，会触发 Minor GC，存活的对象会被移动到 Survivor 区。这个比例影响着新生代的内存分配和垃圾回收策略。
-XX:ParallelGCThreads=4
：设置垃圾回收时并行执行的线程数为 4 个。并行垃圾回收可以提高垃圾回收的速度，通过多个线程同时进行垃圾回收操作，减少垃圾回收的停顿时间。
内存溢出处理参数
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
：当 Java 程序发生
OutOfMemoryError
异常时，自动生成堆转储文件（Heap Dump）。堆转储文件包含了程序在发生内存溢出时的堆内存快照，通过分析堆转储文件可以找出导致内存溢出的原因。
-XX:HeapDumpPath=/tmp/heapdump.hprof
：指定堆转储文件的保存路径为
/tmp/heapdump.hprof
。当
HeapDumpOnOutOfMemoryError
选项启用时，堆转储文件会被保存到这个指定的路径下。
随机数生成器参数
-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom
：设置 Java 安全随机数生成器（SecureRandom）使用
/dev/urandom
作为随机数源。
/dev/urandom
是一个非阻塞的随机数生成器，相比
/dev/random
可以更快地生成随机数，避免在生成随机数时阻塞应用程序。
应用程序启动参数
-jar
：指定以 JAR 文件的方式启动 Java 应用程序。
/app.jar
：指定要启动的 JAR 文件的路径，即应用程序的主 JAR 文件。
–spring.profiles.active=pro
：对于基于 Spring 框架的应用程序，这个参数指定使用
pro
配置文件。Spring 框架支持多环境配置，通过设置不同的配置文件，可以在不同的环境（如开发、测试、生产）中使用不同的配置信息。