淺談AIX環(huán)境下的Java性能調(diào)優(yōu)

from IBM

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Java 性能準(zhǔn)則

在編寫Java應(yīng)用程序時(shí)，以下是基本的準(zhǔn)則：

• 使用字符串緩沖區(qū)而不是字符串連接，當(dāng)進(jìn)行連續(xù)字符串操作時(shí)要避免不必要地創(chuàng)建那些最終必須經(jīng)過垃圾回收的對象。
• 避免連續(xù)寫入 Java 控制臺以減少字符串操作、文本格式化以及輸出的花費(fèi)。
• 必要時(shí)通過使用變量的原語類型來避免對象創(chuàng)建和操作的花費(fèi)。
• 經(jīng)常高速緩存用過的對象以減少必須的垃圾回收數(shù)量，并且避免重復(fù)創(chuàng)建對象的需求。
• 盡可能分組本地操作以減少 Java 本地接口（JNI）的調(diào)用。
• 只有在必要時(shí)再使用同步方法，以此限制在 JVM 和操作系統(tǒng)中的多任務(wù)。
• 除非必要避免調(diào)用垃圾回收器。如果您必須調(diào)用它，只有在空閑時(shí)間或一些非關(guān)鍵階段再這樣做。
• 可能時(shí)使用整型而不是長整型，因?yàn)?32 位操作快于 64 位。
• 可能時(shí)申明方法為 final。JVM 處理 final 的方法較好。
• 當(dāng)創(chuàng)建常量時(shí)為了減少變量需要初始化的次數(shù)，使用關(guān)鍵字 static final。
• 避免不必要的“casts”和“instanceof”引用，因?yàn)樵?Java 中銷毀操作不是在編譯時(shí)而是在運(yùn)行時(shí)執(zhí)行的。
• 當(dāng)數(shù)組可以滿足要求時(shí)盡可能避免使用向量。
• 從向量末端添加和刪除項(xiàng)以得到較高性能。
• 使用 -O 選項(xiàng)編譯 Java 文件。
• 避免在循環(huán)中分配對象。
• 使用緩沖區(qū) I/O 并調(diào)優(yōu)緩沖區(qū)大小。
• 使用連接池和準(zhǔn)備緩存聲明進(jìn)行數(shù)據(jù)庫訪問。
• 使用連接池連接到數(shù)據(jù)庫并重用連接而不是重復(fù)打開和關(guān)閉連接。
• 最大化線程生存期并最小化線程創(chuàng)建和銷毀循環(huán)。
• 最小化共享資源的爭用。
• 最小化短生存期對象的創(chuàng)建。
• 避免遠(yuǎn)程方法調(diào)用。
• 使用回調(diào)以避免阻塞遠(yuǎn)程方法調(diào)用。
• 避免創(chuàng)建只用來訪問一個(gè)方法的對象。
• 盡可能保持同步方法處于循環(huán)外。
• 在數(shù)據(jù)庫中以 Unicode 形式存儲字符串和字符數(shù)據(jù)。
• 記錄 CLASSPATH 以便最常用的庫先出現(xiàn)。

監(jiān)視 Java

在AIX 操作系統(tǒng)中有許多工具可以用來監(jiān)視Java應(yīng)用程序的性能，以下是簡單的概述。

vmstat
這條命令提供了各種系統(tǒng)資源的信息。它報(bào)告了運(yùn)行隊(duì)列以及等待隊(duì)列中內(nèi)核線程的統(tǒng)計(jì)信息、內(nèi)存使用、頁面調(diào)度空間、磁盤 I/O、中斷、系統(tǒng)調(diào)用、上下文切換以及 CPU 活動。

iostat
這條命令報(bào)告了詳細(xì)的磁盤 I/O 信息。

topas
這條命令報(bào)告了 CPU、網(wǎng)絡(luò)、磁盤 I/O、工作負(fù)載管理器和進(jìn)程活動。

tprof -k -s -e -x "sleep 10"
這條命令可被用來剖析應(yīng)用程序以查明任何可能影響性能的活動程序/方法。

ps -mo 線程
這條命令顯示了一個(gè)進(jìn)程或線程綁定于哪一個(gè) CPU。

java -verbose:gc
這個(gè)選項(xiàng)可被用來檢查垃圾回收對您的應(yīng)用程序的沖擊。它報(bào)告了垃圾回收所花的總共時(shí)間，平均每一次垃圾回收花費(fèi)時(shí)間，平均每一次垃圾回收收集的內(nèi)存以及平均每一次垃圾回收中的對象數(shù)。

Java應(yīng)用程序性能調(diào)優(yōu)

建議在運(yùn)行Java應(yīng)用的AIX用戶環(huán)境下，設(shè)置以下環(huán)境變量。

AIXTHREAD_SCOPE=S
用 AIX 4.3.1 啟動，此變量缺省值為 P。這表示進(jìn)程寬度爭用作用域（M:N）。對于 Java 應(yīng)用程序，您應(yīng)該設(shè)置這個(gè)值為 S，它表示系統(tǒng)寬度爭用作用域（1:1）。

AIXTHREAD_MUTEX_DEBUG=OFF
用調(diào)試器為使用目的維持一個(gè)活動人工干預(yù)列表。

AIXTHERAD_COND_DEBUG=OFF
用調(diào)試器為使用目的維持一個(gè)條件變量列表。

AIXTHREAD_RWLOCK_DEBUG=OFF
pthreads 庫用調(diào)試器為使用目的維護(hù)一個(gè)包含活動互斥鎖定、條件變量以及讀／寫鎖定的列表。當(dāng)一個(gè)鎖定初始化，如果列表中沒有這一鎖定，它被加入到列表中。此列表以 鏈表形式實(shí)現(xiàn)，因此當(dāng)列表變大時(shí)通過搜索它來確定一個(gè)鎖定是否存在就包含了性能問題。問題是此列表被鎖定保護(hù)，這一鎖定在搜索操作過程中一直保持。當(dāng)搜索 進(jìn)行時(shí)其它對 pthread_mutex_init() 調(diào)用的子例程必須等待。為了優(yōu)化性能，您應(yīng)當(dāng)將此線程調(diào)試選項(xiàng)設(shè)置為 OFF。它們的缺省值為 ON 。

SPINLOOPTIME=500
spinloop 時(shí)間是一個(gè)進(jìn)程在阻塞前在一個(gè)繁忙的鎖定上可以循環(huán)的次數(shù)。這個(gè)值缺省設(shè)置為 40。如果 tprof 輸出表明 check_lock 例程具有高的 CPU 使用率，并且如果通常鎖定在短時(shí)間內(nèi)可用，您應(yīng)當(dāng)通過將值設(shè)置為 500 或更高來提高循環(huán)時(shí)間。

同樣，運(yùn)行Java應(yīng)用的AIX用戶環(huán)境下，推薦以下設(shè)置：
l ulimit -d 不限制
l ulimit -m 不限制
l ulimit -n 不限制
l ulimit -s 不限制

操作系統(tǒng)內(nèi)一定的環(huán)境參數(shù)和設(shè)置可以用來調(diào)優(yōu) Java 性能。同樣，許多調(diào)優(yōu)系統(tǒng)部件如 CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)、I/O 等等的技術(shù)，可以提高 Java 性能。

為了使得 Java 的性能和可伸縮性盡可能的好，您應(yīng)當(dāng)使用最新可用版本的操作系統(tǒng)和 Java，以及Just-In-Time（JIT）編譯器。

與 Java 相關(guān)的最普通的性能問題與垃圾回收機(jī)制有關(guān)。如果 Java 堆太大，則堆將必須駐留在主內(nèi)存外。這將導(dǎo)致頁面調(diào)度活動增加，它將影響 Java 性能。同樣，一個(gè)大的堆可能花很多秒去填充。這意味著，盡管垃圾回收活動不頻繁，但與垃圾回收相聯(lián)系的暫停次數(shù)將增加。為了調(diào)優(yōu) Java 虛擬機(jī)（JVM）的堆，使用 java 命令加選項(xiàng) -ms 或 -mx。使用垃圾回收統(tǒng)計(jì)信息來幫助決定最佳設(shè)置。[@more@]

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