Apusic应用服务器的性能调节_JVM优化

2019-11-18 12:14:10

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供稿：网友

　　Apusic应用服务器作为企业应用的运行平台，系统的性能非常重要。当应用对性能的要求比较苛刻时，就要考虑是否需要改变系统的缺省设置来提升服务器的性能。首先应该考虑系统的硬件环境（CPU主频高低、内存大小、硬盘转速及网络传输速率等）是否能满足应用的需求。对于复杂的大型分布式企业应用，硬件环境不应该仅仅满足Apusic应用服务器的最低要求配置，而应该提高硬件配置使应用运行的绰绰有余，如CPU和内存的使用率都不应大于80％。另一方面，改变软件环境的配置参数对于性能的影响也非常显著。本文就将介绍如何优化软件环境配置来提高系统性能，分为两个方面：java虚拟机（JVM）的性能优化和Apusic应用服务器配置的优化。
　　
　　Java虚拟机（JVM）的性能优化
　　Java体系结构由四个不同却又相互关联的部分组成：语言本身、class文件格式、JavaAPI库和JVM。当执行一个Java程序时，源代码是用Java语言写成，它被编译成class文件格式，运行在JVM中。同时，Java程序调用JavaAPI库的方法，访问系统资源。JVM和JavaAPI库形成了编译和运行环境，就叫做Java平台。JVM是基于堆栈的(stack-based)，而不象汇编语言是基于寄存器的（registerbased）。JVM是一个动态堆栈基础上的抽象的计算机体系结构，提供了push、pop来操作数据。JVM的主要功能是装载class文件，执行字节码。java平台的执行工作量分为四个部分：
　　
　　1．字节码的执行：JVM花费大概一半的时间来解释字节码。
　　
　　2．Garbagecollection（垃圾回收）
　　
　　3．线程治理
　　
　　4．动态操作：类装载、绑定检查、安全检查、动态类装载、异常捕捉、反射机制、本地方法的翻译。
　　
　　其中，对象的垃圾回收会占用运行时间，造成程序的短暂中断。
　　
　　我们可以通过命令行方式来启动Apusic服务器，这样就可以有选择的设置命令行参数。使用命令行参数的主要目的是：选择Java程序使用的JVM类型和JVM运行时占用堆内存的分配策略。
　　
　　使用HotSpot
　　HotSpotJVM作为java2SDK的一个附加模块，使用了state-of-the-art技术大大的提高了系统性能：
　　
　　1．适应编译：HotSpotJVM会在程序的运行过程中分析性能的瓶颈（"hotspots"），然后编译这些和性能提高最紧密的部分。
　　
　　2．改善的Garbagecollection
　　
　　3．线程同步优化
　　
　　HotSpotJVM使用两个机器字（two-machine-Word）作为对象的header，而不象大多数JVM使用三个机器字，这样大约可以节省10％的堆内存空间，加速了对所有对象的扫描。
　　
　　HotSpotJVM也丢弃了handle的概念，对象引用的实现是通过直接指针，减少了内存的使用和提高了处理速度。访问实例变量象C语言一样的高效。
　　
　　可以去http://java.sun.com/PRodUCts/hotspot/2.0/download.Html下载JavaHotSpotTMServerVM2.0，执行安装即可。假如需要可以针对jdk和jre分别进行安装。
　　
　　HotSpotJVM分为client和server版本，分别针对典型的客户端应用程序和服务器端应用进行了优化。Jdk1.3安装后就包含了JavaHotSpotClientVM，上面安装的是JavaHotSpotServerVM。
　　
　　可以通过命令行参数选择要使用的JVM：
　　
　　•java-server：JavaHotSpotServerVM
　　
　　•java-hotspot:JavaHotSpotClientVM
　　
　　•java-classic：Java2ClassicVM
　　
　　缺省情况是使用HotSpotClientVM。可以用java-server-version来查看版本信息，确定是否以正确安装。
　　
　　只要针对不同的应用，选择Client或ServerHotSpotVM。对于Server-side应用，有时性能会提高20％，只要简单的在命令行启动Server时加上-server。
　　
　　GarbageCollection
　　HotSpotJVM提供了三种类型的垃圾回收算法，分别是：
　　
　　1．Copy/scavengecollection
　　
　　2．Mark-compactcollection
　　
　　3．Incremental(train)collection
　　
　　具体的含义我不解释了，有爱好可以查看相关的文档。
　　
　　一个JVM的吞吐量是指除去GC消耗的时间占总执行时间的百分比。因此，80％的吞度量就是说GC消耗了20％的JVM处理时间。当你的应用程序运行时，JVM的GC会造成程序的暂停。
　　
　　堆内存被分成了new和old两部分，如下图：
　　
　　new部分包括新创建对象区和两个survivor区（SS#1和SS#2），新创建的对象分配内存在new中，长时间存活的对象被移动到了old部分。Perm是一个永久区域，分配给JVM本省，可以通过命令行参数-XX:MaXPermSize=64m来设置。
　　
　　当new被填满后，会触发"辅助"GC，把存在足够长时间的对象移动到old中。当old中也被填满了，会触发"主"GC，将遍历堆内存中的所有对象。可以看出，"主"GC会消耗更多的时间。足够大的new会适合需要大量创建存在时间很短的对象，而old假如不够大会频繁的触发"主"GC，大大降低了性能。所以，我们的任务就是如何设置堆内存的大小以及如何规划new和old区域的比例来适合我们应用。
　　
　　"辅助"GC使用Copy/scavengecollection算法，"主"GC使用Mark-compactcollection。
　　
　　Heap分配策略
　　通过命令行参数，我们可以设置堆的大小和分配"new"、"old"的比例。一些常用参数如下：
　　
　　具体的参数设置请参看相关的文档。
　　
　　如何来规划我们的堆内存分配策略呢？没有一个明确具体的规定，只能根据我们具体的应用进行调节，使性能达到最优化。这种优化方法不需要程序员改变代码，但有时效果会很明显。下面总结了一些操作建议：
　　
　　•假如GC成为了瓶颈，请定制你的堆内存分配
　　
　　•分配尽可能多的内存给JVM。但假如过多，会引起内存和硬盘之间的交换，反而降低的性能。你可以分配80％的可用RAM给JVM。
　　
　　•假如是Server-Side应用，请加-server参数。这样，缺省的NewRatio是2，SurvivorRatio是25，适合大部分应用。也可以用NewSize、MaxNewSize来设置。
　　
　　•设置-Xms和-Xmx的大小相等，可以避免在每次GC后调整堆内存的大小。•同样道理设置NewSize、MaxNewSize相等。
　　
　　•"new"的大小最好不要大于"old"的一半。
　　
　　例如，可以通过下面的命令行启动Apusic服务器：
　　
　　java-server-XX:NewSize=128m-XX:MaxNewSize=128m-XX:SurvivorRatio=8-Xms512m-Xmx512mcom.apusic.server.Main
　　
　　Apusic应用服务器配置的优化
　　下面主要说明Apusic中的两个文件影响性能的参数说明（这两个文件放在%APUSIC_HOME%/config目录中）及数据库中的设置。
　　
　　apusic.conf
　　
　　把其中两个参数修改为：
　　
　　MaxClients参数值设置的目的是防止拒绝服务攻击。当参数值设置较小时可以限制服务流量，起到防止拒绝服务攻击的作用，但是当访问的用户较多时而此参数设置较小时却会影响性能。一般情况下，不考虑防止拒绝服务攻击，此参数设置为-1，表示服务流量没有限制。
　　MaxWaitingClients：与MaxClients有类似的功能，他表示当许多并发用户访问时，可答应等待的最大客户服务数。一般情况下，不考虑防止拒绝服务攻击，此参数设置为较大的数，如10000，假如设置较小，如50，当等待响应的并发服务队列数超过50时，使得一些服务得不到响应，从而丢失一些响应结果。
　　
　　datasources.xml
　　min-spare-connections：指连接池最小容量
　　
　　max-spare-connections：指连接池最大容量
　　
　　stmt-cache-size：指语句缓存容量
　　
　　resultset-cache-size：指结果集缓存容量
　　
　　resultset-cache-timeout：指结果集缓存超时配置如下：……
　　
　　连接池最小容量：也就是初始连接数，此值不宜设置太小，太小须不断建立连接。也不宜设置太大，太大消耗资源。
　　
　　连接池最大容量：连接池中可容纳的最大连接数，当连接池中的连接数不够用时，需要等待其他的被使用的连接得到释放，才能使用，否则只能等待。根据应用的实际情况设置此值。
　　语句缓存容量：对所执行的语句进行缓存，当再次执行此语句时，不必重新编译，从而提高了性能。根据机器内存的大小适当设置此值。
　　
　　结果集缓存容量：把所得到的结果集进行缓存，当再次使用此结果集时，不必再次从数据库中取得，而可以直接从缓存中取得，从而提高性能。根据机器内存的大小适当设置此值。
　　结果集缓存超时：结果集过期时间，此时间不宜设置过长，以免浪费资源。
　　
　　注：语句缓存容量、结果集缓存容量、结果集缓存超时参数主要针对Oracle数据库来设计的。
　　
　　通过适当的调节Java虚拟机和Apusic的配置文件，可以显著的提升系统的性能。在一些具体的应用中，还能够通过增加实例池、加大Cached、改变并发策略等方法来改善系统的整体性能。开发人员只要经过不断的总结，就可以在Apusic应用服务器上开发出稳定而又高性能的企业应用。

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