JVM 參數(shù)調(diào)整對 sortx 的影響

Java虛擬機參數(shù)的配置有時候會對SPL的性能產(chǎn)生很大影響，本文從排序函數(shù)sortx的使用出發(fā)，探索如何通過優(yōu)化JVM參數(shù)配置來提升性能。對分析過程不感興趣的同學(xué)可以直接閱讀結(jié)論章節(jié)。

1 內(nèi)存構(gòu)成

如圖，Java虛擬機的內(nèi)存，也就是常說的堆，主要分為年輕代和年老代兩個部分。年輕代存放生命周期很短的對象，年老代存放長期存活的對象。例如，經(jīng)過幾次垃圾回收之后，一個對象仍然存活，那么這個對象就會從年輕代進(jìn)入年老代。

年輕代又分為3個區(qū)：Eden、Survivor 1、Survivor 2（以下簡稱Eden、S1、S2）。Eden存放新對象，S1和S2交替使用，用來存放垃圾回收時存活的對象。

2 回收策略

Java虛擬機的垃圾回收策略很復(fù)雜，這里我們只關(guān)心最影響性能的幾種情況。

Java的垃圾回收分為兩種：Full GC和minor GC，前者是對年老代的回收，一般會很慢，后者是針對年輕代的回收，這個很快。我們調(diào)優(yōu)的目標(biāo)就是盡量避免頻繁的Full GC。那么什么情況會觸發(fā)Full GC呢？上面說了，新對象會存放在Eden區(qū)，而當(dāng)Eden區(qū)滿了的時候就會觸發(fā)minor GC，此時Eden區(qū)的垃圾對象會被清除，而存活下來的有用對象則會往S1或S2區(qū)復(fù)制，從而完成一次回收過程。在這個過程中，如果S1或S2區(qū)裝不下Eden里幸存的對象了，就會把幸存的對象保存到年老代，而如果年老代也沒有空間了，就會觸發(fā)Full GC。

簡述就是，Survivor區(qū)裝不下年輕代的幸存對象時，會造成年老代的增長，隨著年老代不斷增長，F(xiàn)ull GC必然會被觸發(fā)。

3 sortx 時的內(nèi)存使用

我們知道sortx函數(shù)有個參數(shù)n，n是緩沖區(qū)條數(shù)，表示每次從游標(biāo)中取出來的記錄條數(shù)。那么n取什么值最合適呢？

顯然n不能取值太大，否則會造成內(nèi)存溢出，根本無法使用。

那么再不斷嘗試取小點，經(jīng)過幾次嘗試后，會發(fā)現(xiàn)可以用了，不會溢出了。但這時不一定是最優(yōu)取值，如果n取值占用的內(nèi)存大于Eden，且正好把年老代占用的差不多了，則每次取出的數(shù)據(jù)都會送進(jìn)年老代，等到下一次取數(shù)的時候，就觸發(fā)Full GC，而這種頻繁觸發(fā)是最耗時的。

所以，從Java的分配和回收策略來看，最理想的情況是，n的取值占用的內(nèi)存，略小于Eden的大小。這是因為sortx這類運算的特點是“取出即用，用完就扔”，很少有對象會常駐內(nèi)存。

那么如何知道Eden區(qū)的大小然后估算n呢？

4 內(nèi)存分配

在 IDE 的啟動配置里可以看到，參數(shù) -Xmx 用來指定分配給 java 的堆內(nèi)存的大小。例如 -Xmx10g 就表示分配了 10G 內(nèi)存給 Java。那么 Java 如何把這 10G 分配給這幾個區(qū)呢？

默認(rèn)的情況下，各區(qū)比例大概是這樣的：

年輕代 : 年老代 = 3 : 7

Eden : S1 : S2 = 8 : 1 : 1

????? 有了比例，很容易算出來各區(qū)大小，年老代占 7G，年輕代占 3G，其中 Eden 占 2.4G，S1 和 S2 各占 0.3G。據(jù)說這個默認(rèn)比例是 jdk 的開發(fā)人員統(tǒng)計得出的，認(rèn)為在大部分應(yīng)用中，幸存對象占全部對象的 1/10。然而這個比例不一定適合所有情形，至少在 sortx 時就不太合適。

5 結(jié)論

n的取值原則：使用 sortx 時，在不溢出的前提下，n 的取值并不是越大越好，而是（根據(jù) Eden 大?。┕浪阋粋€合適值，這個值不引起頻繁 Full GC。

驗證 n 值是否合適的辦法如下：

1 添加參數(shù) -XX:+PrintGC。

2 運行 sortx。

3 觀察控制臺，如果頻繁出現(xiàn) [Full GC (Allocation Failure)……] 信息則調(diào)小 n，重試。

4 如果只出現(xiàn)很多 [GC (Allocation Failure)……] 信息，則認(rèn)為 n 的值是合適的。

5 如果出現(xiàn)很多 [GC (Allocation Failure)……] 信息的同時，偶爾出現(xiàn) [Full GC (Allocation Failure)……] 信息，則也可以認(rèn)為 n 的值是合適的。

6 確保臨時文件不能太小。

6 調(diào)參

一般來說通過調(diào)整n，就基本可以滿足sortx的性能了，如果還想進(jìn)一步追求性能，就需要調(diào)參了。默認(rèn)分配的年輕代只占堆的3/10，而年老代那7/10的內(nèi)存在sortx這種計算時顯得作用不大。如果想調(diào)整這個比例，又允許sortx使用一個專門的啟動配置，則可以使用參數(shù)-XX:NewSize進(jìn)行調(diào)整。

例如，-XX:NewSize=5g，就指定年輕代的大小是5G。

提示一下，調(diào)整的時候，年老代的空間也不能留的太少，占整個堆的1/5是合適的。這是因為Java的分配策略還有很多復(fù)雜情況，比如總空間夠但不連續(xù)時，仍會直接把對象裝入年老代。類似的情況還有一些，不再贅述。

同樣地，Eden和S1、S2的比例也會影響性能，如果想調(diào)整這個比例也可以使用參數(shù)-XX:SurvivorRatio。例如-XX:SurvivorRatio=1表示Eden:S1:S2 = 1:1:1。-XX:SurvivorRatio=8表示Eden:S1:S2 = 8:1:1。

一般來說，Survivor區(qū)越大，對象進(jìn)入老年代的概率就越小，所以在做sortx時，傾向于配置為-XX:SurvivorRatio=1。

7 其它

參數(shù)的配置沒有一致的準(zhǔn)則，需要根據(jù)計算的類型來調(diào)整，有時候年老代大一些好（比如大維表需要常駐內(nèi)存的），有時候則是年輕代大一些好。