对于 Java 开发的同学来说，JVM 性能优化可以说是比较难掌握的知识点。这不仅因为 JVM 性能优化需要掌握晦涩难懂的 JVM 知识，还因为 JVM 性能优化很难有使用场景。
这导致了许多人对 JVM 性能优化不熟悉，感觉就像是空中楼阁的天物一样不可触及。这几天工作中做了一次 JVM 性能优化，我想这对于 JVM 调优的初学者会有较大帮助。
背景
我们都知道 JVM 分为了新生代和老年代，并且我们在启动应用的时候都会配置对应的参数，为应用程序运行的 JVM 调整内存大小。但我们都知道，很多时候我们都只是大致估计一个数，随便填填，然后就上线了。
作者所在的公司同样存在这种情况，JVM 内存大小基本上都设得挺大的，毕竟内存大总比内存溢出好，因此就造成了不少的内存浪费。所以作者收到的任务就是对所有的应用进行一次排查，调整合适的内存参数，优化 JVM 的性能。
调优实战
要对应用进行 JVM 性能调优，那么首先得知道其运行的情况。这就像去医院看医生，去开药之前需要医生先望闻问切一样。在 Java 中，有很多方式可以观察到 JVM 的内部情况，例如 JDK 提供的各种命令工作。作者所在公司使用的是 Prometheus 进行监控，因此我们可以直接在 Prometheus 上看到应用的 JVM 运行情况。
Prometheus 面板中与 JVM 相关的主要有四块内容：JVM Misc、JVM Memory Pools(Heap)、JVM Memory Pools(Non-Heap)、Garbage Collection。其中与我们此次较为相关的主要是：JVM Memory Pools(Heap)和 Garbage Collection。
JVM Memory Pools(Heap) 展示 JVM 堆内存的使用情况，主要包括了新生代的 Survivor 区、Eden Space 区、老年代。
JVM Memory Pools(Heap)
Garbage Collection 展示 JVM 的垃圾回收情况，主要包括垃圾回收频率(ops 表示一秒回收几次，一般 0.5 是比较合理的值)、每次 GC 停顿时长(一般 80ms 以下是合理值)、分配到新生代/晋升老年代的内存。
Garbage Collection
我们要进行 JVM 性能优化，那么最简单的一个方法就是观察 Garbage Collection 的 GC 频率以及停顿时间，我们大致就能判断出应用的内存利用效率。之后根据这两个值的实际情况，将其调整到合理的范围内，提高 JVM 的利用率。
如果一个应用的 GC 频率只有 0.02，即每秒 GC 0.02 次，那么需要 50 秒才 GC 一次，那么其 GC 频率是很低的。这时候很可能是分配了较大的新生代空间，这使得其很久才需要 GC 一次。这时候我们再看看其停顿时间，如果停顿时间也很短的话，那我们就可以判定该应用的内存有优化的空间。
在这种情况下，一般都是缩小分配的新生代的空间。新生代空间一旦变小了，那么其分配完的时间就会缩减。一旦空间被分配完，那么就会启动进行 GC 操作。从而 GC 次数就会提升，提高应用的内存利用率。
在进行内存空间调整的时候，为了避免内存剧烈波动导致的问题，一般我们都是小步快跑地一点点调整。先调整一点试一试，没太大问题之后再调整到目标值。 毕竟是生产环境，要是出了什么岔子，那就得提桶跑路了，还是谨慎为好!
看到这里，想必大家应该也知道怎么做了。接下来无非就是调整 JVM 内存空间的三个参数(-Xmx -Xms -Xmn)，使 GC 频率与 GC 停顿时间处于合理的区间。
应用层面优化
除了 GC 频率、GC 停顿时间，我们还能从应用的类型来分析 JVM 的内存消耗情况。
例如对于接口类型的系统来说，很多请求都是 1 秒之内就结束。对于这种类型的请求，他们进入应用时会分配内存，结束时内存就会立刻被回收，留存下来的对象很少。这种应用的 JVM 内存情况大概是这样的：新生代消耗比较大，并且随着周期性回收内存，但老年代的内存消耗则更小。
对于那些持续性处理的应用，例如持续时间长的应用处理。因为其存活时间较久，所以可能会有更多的对象晋升到老年代，因此老年代的内存消耗就比较大。
通过观察 JVM 年轻代与老年代的内存消耗情况，再结合应用本身的特性，我们可以发现应用中不合理的地方，再对应用进行针对性的优化。例如：应用某个地方每次都会存储大量的临时数据到内容中，这样就造成了 JVM 可能爆发 GC，从而导致应用卡顿。
总结
总结一下本篇文章的调优方法：通过观察 GC 频率和停顿时间，来进行 JVM 内存空间调整，使其达到最合理的状态。调整过程记得小步快跑，避免内存剧烈波动影响线上服务。 这其实是最为简单的一种 JVM 性能调优方式了，可以算是粗调吧。但 JVM 性能调优还有更多、更详细的参数，后续有机会我们再聊聊。
此外，通过观察 JVM 年轻代与老年代的情况，也可以帮助我们对应用进行针对性的优化，从而提升应用本身的性能。
如果你之前没了解过 JVM 的基础理论知识，那么你可能看不懂这篇文章。那么我推荐你看看我的「JVM 基础入门系列」，文章由浅入深、循序渐进，可以让你对 JVM 有个感性的理解。看完之后再来看这篇文章，你肯定有种豁然开朗的感觉!
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