不可不知的 JVM 预热

最新推荐文章于 2025-08-23 20:42:33 发布

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#java #spring #编程语言 #jvm #spring boot

本文介绍了JVM预热的概念，强调了它对于低延迟应用的重要性。预热过程涉及到类加载、JVM缓存以及 Tiered Compilation。通过在应用启动时强制执行高频方法，可以提高性能。文章提供了自定义实现预热的示例，并提到了基准测试工具，以帮助开发者优化应用性能。

一、JVM 架构基础

JVM 进程启动时，ClassLoader 会将需要的所有类加载到内存，主要分为以下三步：

Bootstrap Class: 核心类库，由 “Bootstrap Class Loader”负责加载，例如基础的运行时类库 JRE\lib\rt.jar。
Extension Class: java.ext.dirs 路径下的类，由 ExtClassLoader 负责加载。在实际开发中，如果需要添加额外的类库，通常放置于此位置。
Application Class: 实际应用包含的类，由 AppClassLoader 负责加载。

二、JVM 预热是指什么？

类加载过程完毕后，所有需要的类会进入 JVM cache (native code) ，这样就可以被快速的实时访问。当然，还有许多其它与JVM启动无关的类此时并未被加载。

当应用的第一个请求到来，会触发逻辑相关类的第一次加载，此过程会有一定的耗时，会影响第一次调用的实时响应。这主要是因为JVM的懒加载及JIT机制。因此对于低延迟应用，必须采用特定的策略来处理第一次的预加载逻辑，以保障第一次的请求的快速响应。此过程，我们称之为 JVM 的预热。

三、Tiered Compilation

JVM会将使用频率较高的方法放入本地缓存。以达到快速调用响应的目的。基于此，我们可以通过在应用启动之初，强制加载我们预先认知的高频方法。设置参数包括如下：

-XX:CompileThreshold -XX:TieredCompilation

通常虚拟机会通过解释器来收集反馈到编译器的方法调用信息。

四、自定义实现

基于上一小节所述，我们可以额外实现特定逻辑来进行特定方法的多次调用（-XX:CompileThreshold），以触发JVM的编译。如下示例：

首先，我们定义一个包含基础方法的类：

public class Dummy {
   
   

    public void m() {
   
   

    }
}

其次，我们创建一个加载类，在其内部添加静态方法，循环100000次重复生成Dummy对象，并调用其方法：

public class ManualClassLoader {
   
   

    protected static void load() {
   
   
        for (int

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