如何实现线上JVM调优
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YGC耗时过长的排查与解决案例
我们的广告服务在新版本上线后,收到了大量的服务超时告警,通过下面的监控图可以看到:超时量突然大面积增加,1分钟内甚至达到了上千次接口超时。下面详细介绍下该问题的排查过程。
1.检查监控
收到告警后,我们第一时间查看了监控系统,立马发现了YoungGC耗时过长的异常。我们的程序大概在21点50左右上线,通过下图可以看出:在上线之前,YGC基本几十毫秒内完成,而上线后YGC耗时明显变长,最长甚至达到了3秒多。
由于YGC期间程序会Stop The World,而我们上游系统设置的服务超时时间都在几百毫秒,因此推断:是因为YGC耗时过长引发了服务大面积超时。
按照GC问题的常规排查流程,我们立刻摘掉了一个节点,然后通过以下命令dump了堆内存文件用来保留现场。
jmap -dump:format=b,file=heap pid
最后对线上服务做了回滚处理,回滚后服务立马恢复了正常,接下来就是长达1天的问题排查和修复过程。
2.确认JVM配置
用下面的命令,我们再次检查了JVM的参数
可以看到堆内存为4G,新生代和老年代均为2G,新生代采用ParNew收集器。
再通过命令 jmap -heap pid 查到:新生代的Eden区为1.6G,S0和S1区均为0.2G。
本次上线并未修改JVM相关的任何参数,同时我们服务的请求量基本和往常持平。因此猜测:此问题大概率和上线的代码相关。
3.代码检查
再回到YGC的原理来思考这个问题,一次YGC的过程主要包括以下两个步骤:
从GC Root扫描对象,对存活对象进行标注
将存活对象复制到S1区或者晋升到Old区
根据下面的监控图可以看出:正常情况下,Survivor区的使用率一直维持在很低的水平(大概30M左右),但是上线后,Survivor区的使用率开始波动,最多的时候快占满0.2G了。而且,YGC耗时和Survivor区的使用率基本成正相关。因此,我们推测:应该是长生命周期的对象越来越多,导致标注和复制过程的耗时增加。
再回到服务的整体表现:上游流量并没有出现明显变化,正常情况下,核心接口的响应时间也基本在200ms以内,YGC的频率大概每8秒进行1次。
很显然,对于局部变量来说,在每次YGC后就能够马上被回收了。那为什么还会有如此多的对象在YGC后存活下来呢?
我们进一步将怀疑对象锁定在:程序的全局变量或者类静态变量上。但是diff了本次上线的代码,我们并未发现代码中有引入此类变量。
4.对dump的堆内存文件进行分析
代码排查没有进展后,我们开始从堆内存文件中寻找线索,使用MAT工具导入了第1步dump出来的堆文件后,然后通过Dominator Tree视图查看到了当前堆中的所有大对象。
立马发现NewOldMappingService这个类所占的空间很大,通过代码定位到:这个类位于第三方的client包中,由我们公司的商品团队提供,用于实现新旧类目转换(最近商品团队在对类目体系进行改造,为了兼容旧业务,需要进行新旧类目映射)。
进一步查看代码,发现这个类中存在大量的静态HashMap,用于缓存新旧类目转换时需要用到的各种数据,以减少RPC调用,提高转换性能。
原本以为,非常接近问题的真相了,但是深入排查发现:这个类的所有静态变量全部在类加载时就初始化完数据了,虽然会占到100多M的内存,但是之后基本不会再新增数据。并且,这个类早在3月份就上线使用了,client包的版本也一直没变过。
经过上面种种分析,这个类的静态HashMap会一直存活,经过多轮YGC后,最终晋升到老年代中,它不应该是YGC持续耗时过长的原因。因此,我们暂时排除了这个可疑点。
5.分析YGC处理Reference的耗时
团队对于YGC问题的排查经验很少,不知道再往下该如何分析了。基本扫光了网上可查到的所有案例,发现原因集中在这两类上:
对存活对象标注时间过长:比如重载了Object类的Finalize方法,导致标注Final Reference耗时过长;或者String.intern方法使用不当,导致YGC扫描StringTable时间过长。
长周期对象积累过多:比如本地缓存使用不当,积累了太多存活对象;或者锁竞争严重导致线程阻塞,局部变量的生命周期变长。
针对第1类问题,可以通过以下参数显示GC处理Reference的耗时-XX:+PrintReferenceGC。添加此参数后,可以看到不同类型的 reference 处理耗时都很短,因此又排除了此项因素。
6.再回到长周期对象进行分析
再往后,我们添加了各种GC参数试图寻找线索都没有结果,似乎要黔驴技穷,没有思路了。综合监控和种种分析来看:应该只有长周期对象才会引发我们这个问题。
折腾了好几个小时,最终峰回路转,一个小伙伴重新从MAT堆内存中找到了第二个怀疑点。
从上面的截图可以看到:大对象中排在第3位的ConfigService类进入了我们的视野,该类的一个ArrayList变量中竟然包含了270W个对象,而且大部分都是相同的元素。
ConfigService这个类在第三方Apollo的包中,不过源代码被公司架构部进行了二次改造,通过代码可以看出:问题出在了第11行,每次调用getConfig方法时都会往List中添加元素,并且未做去重处理。
我们的广告服务在apollo中存储了大量的广告策略配置,而且大部分请求都会调用ConfigService的getConfig方法来获取配置,因此会不断地往静态变量namespaces中添加新对象,从而引发此问题。
至此,整个问题终于水落石出了。这个BUG是因为架构部在对apollo client包进行定制化开发时不小心引入的,很显然没有经过仔细测试,并且刚好在我们上线前一天发布到了中央仓库中,而公司基础组件库的版本是通过super-pom方式统一维护的,业务无感知。
7.解决方案
为了快速验证YGC耗时过长是因为此问题导致的,我们在一台服务器上直接用旧版本的apollo client 包进行了替换,然后重启了服务,观察了将近20分钟,YGC恢复正常。
最后,我们通知架构部修复BUG,重新发布了super-pom,彻底解决了这个问题。
到此,相信大家对“如何实现线上JVM调优”有了更深的了解,不妨来实际操作一番吧!这里是创新互联网站,更多相关内容可以进入相关频道进行查询,关注我们,继续学习!
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