最近的Java生產(chǎn)性能問題迫使我重新審視并真正欣賞Java VM即時(shí)（JIT）編譯器。 大多數(shù)Java開發(fā)人員和支持人員都聽說過這種JVM運(yùn)行時(shí)性能優(yōu)化，但是有多少人真正理解并欣賞它的好處？

本文將與您分享在添加新的虛擬服務(wù)器（容量改進(jìn)和水平擴(kuò)展項(xiàng)目）之后我所涉及的故障排除練習(xí)。

有關(guān)JIT的更深入介紹，我推薦以下文章：

• ##即時(shí)編譯： http ： //en.wikipedia.org/wiki/Just-in-time_compilation
• ## Java HotSpot性能引擎體系結(jié)構(gòu)： http : //www.oracle.com/technetwork/java/whitepaper-135217.html
• ##了解即時(shí)編譯和優(yōu)化： http : //docs.oracle.com/cd/E15289_01/doc.40/e15058/underst_jit.htm
• ## JIT編譯器如何優(yōu)化代碼： http : //pic.dhe.ibm.com/infocenter/java7sdk/v7r0/index.jsp?topic=%2Fcom.ibm.java.zos.70.doc%2Fdiag%2Funderstanding% 2Fjit_overview.html

JIT編譯概述

JIT編譯本質(zhì)上是一個(gè)在運(yùn)行時(shí)提高Java應(yīng)用程序性能的過程。

下圖說明了不同的JVM層和交互。 它描述了以下高級(jí)過程：

Java編譯器將Java源文件編譯為平臺(tái)無關(guān)的字節(jié)碼或Java類文件。

在觸發(fā)Java應(yīng)用程序之后，JVM在運(yùn)行時(shí)加載編譯的類，并通過Java解釋器執(zhí)行適當(dāng)?shù)挠?jì)算語義。

啟用JIT后，JVM將分析Java應(yīng)用程序方法調(diào)用并將字節(jié)碼（在達(dá)到某些內(nèi)部閾值之后）編譯為本機(jī)的，更有效的機(jī)器代碼。 通常，最繁忙的方法調(diào)用首先確定JIT進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)。

將此類方法調(diào)用編譯為機(jī)器代碼后，JVM將直接執(zhí)行它，而不是“解釋”它。

隨著時(shí)間的流逝，上述過程導(dǎo)致了運(yùn)行時(shí)性能的提高。

案例分析

現(xiàn)在這里是我之前提到的項(xiàng)目的背景。 主要目標(biāo)是在生產(chǎn)環(huán)境中添加新的IBM P7 AIX虛擬服務(wù)器（LPAR），以提高平臺(tái)的容量。 查找以下平臺(tái)本身的規(guī)格：

• Java EE服務(wù)器 ： IBM WAS 6.1.0.37和IBM WCC 7.0.1
• 操作系統(tǒng) ：AIX 6.1
• JDK ：IBM J2RE 1.5.0（SR12 FP3 + IZ94331）@ 64位
• RDBMS ：Oracle 10g
• 平臺(tái)類型 ：中間層和批處理

為了達(dá)到現(xiàn)有的應(yīng)用程序性能水平，購(gòu)買了完全相同的硬件規(guī)格。 還使用與現(xiàn)有產(chǎn)品相同的版本安裝了AIX OS版本和其他IBM軟件。

為了確保應(yīng)用程序具有相同的性能水平，對(duì)以下各項(xiàng)（清單）均進(jìn)行了驗(yàn)證：

• 硬件規(guī)格（＃CPU內(nèi)核，物理RAM，SAN…）。
• 操作系統(tǒng)版本和補(bǔ)丁程序級(jí)別； 包括AIX內(nèi)核參數(shù)。
• IBM WAS和IBM WCC版本，補(bǔ)丁程序級(jí)別； 包括調(diào)整參數(shù)。
• IBM JRE版本，補(bǔ)丁程序級(jí)別和調(diào)整參數(shù)（啟動(dòng)參數(shù)， Java堆大小 ……）。
• 還正確評(píng)估了網(wǎng)絡(luò)連接性和性能。

新的生產(chǎn)服務(wù)器構(gòu)建完成后，將執(zhí)行功能測(cè)試，該測(cè)試還確認(rèn)了聯(lián)機(jī)和批處理應(yīng)用程序的正確行為。

但是，在生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的第一天就發(fā)現(xiàn)了主要的性能問題。 您將在下面找到所觀察到的性能問題的摘要矩陣。

生產(chǎn)服務(wù)器	運(yùn)行時(shí)間	處理量（＃個(gè)訂單）	中央處理器 ％ （平均）	中間件健康
現(xiàn)有服務(wù)器	10個(gè)小時(shí)	25萬（基線）	20％	健康
*新*服務(wù)器	10個(gè)小時(shí)	5萬-500％	80％+ 400％	高線程利用率

從上面的視圖中可以看到，性能結(jié)果在生產(chǎn)的第一天就非常糟糕。 與現(xiàn)有生產(chǎn)服務(wù)器相比，新生產(chǎn)服務(wù)器不僅處理了更少的訂單，而且物理資源利用率（例如CPU％）也要高得多。

考慮到確保新服務(wù)器的構(gòu)建與現(xiàn)有服務(wù)器完全相同所花費(fèi)的時(shí)間，這種情況令人感到困惑。 那時(shí)，另一個(gè)核心團(tuán)隊(duì)參與進(jìn)來，以執(zhí)行額外的故障排除并確定性能問題的根源。

故障排除：尋找罪魁禍?zhǔn)住?/h2>

故障排除團(tuán)隊(duì)分為兩部分，以專注于以下項(xiàng)目：

• 從IBM WAS容器中識(shí)別CPU％的來源，并將CPU占用空間與現(xiàn)有生產(chǎn)服務(wù)器進(jìn)行比較。
• 在現(xiàn)有生產(chǎn)服務(wù)器和新生產(chǎn)服務(wù)器之間執(zhí)行更多數(shù)據(jù)和文件比較。

為了了解CPU％的來源，我們確實(shí)從運(yùn)行IBM WAS和IBM WCC的IBM JVM中對(duì)每個(gè)線程執(zhí)行了AIX CPU分析 。 從下面的屏幕快照中可以看到，發(fā)現(xiàn)許多線程各自使用5-20％。 在現(xiàn)有生產(chǎn)服務(wù)器上執(zhí)行的相同分析確實(shí)顯示出更少的線程數(shù)，CPU占用率始終在5％左右。

結(jié)論：

相同類型的業(yè)務(wù)流程使用的CPU是現(xiàn)有生產(chǎn)服務(wù)器的3-4倍。

為了了解執(zhí)行的處理類型，每個(gè)線程數(shù)據(jù)在CPU的同時(shí)捕獲了JVM線程轉(zhuǎn)儲(chǔ) 。 現(xiàn)在，在查看了JVM線程轉(zhuǎn)儲(chǔ)（Java內(nèi)核）之后，我們意識(shí)到的第一件事就是JIT確實(shí)被禁用了！ 通過從正在運(yùn)行的JVM進(jìn)程中運(yùn)行java –version命令也可以確認(rèn)該問題。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)非常重要，特別是考慮到在現(xiàn)有生產(chǎn)服務(wù)器上啟用了JIT。 大約在同一時(shí)間，負(fù)責(zé)比較服務(wù)器的另一個(gè)團(tuán)隊(duì)最終發(fā)現(xiàn)了用于啟動(dòng)應(yīng)用程序的AIX用戶的環(huán)境變量之間的差異。 早期的差距分析漏掉了這種比較練習(xí)。 他們發(fā)現(xiàn)新的AIX生產(chǎn)服務(wù)器具有以下額外條目：

JAVA_COMPILER=NONE

根據(jù)IBM文檔 ，添加此類環(huán)境變量是禁用 JIT的方法之一。

復(fù)雜的根本原因分析，簡(jiǎn)單的解決方案

為了了解在我們的環(huán)境中禁用JIT的影響，您必須了解其含義。 禁用JIT本質(zhì)上意味著整個(gè)JVM現(xiàn)在都在解釋模式下運(yùn)行。 對(duì)于我們的應(yīng)用程序，以完全解釋模式運(yùn)行不僅會(huì)大大降低應(yīng)用程序吞吐量，而且還會(huì)增加服務(wù)器CPU利用率的壓力點(diǎn)，因?yàn)槊總€(gè)請(qǐng)求/線程占用的CPU數(shù)量是使用JIT執(zhí)行的請(qǐng)求的3-4倍（請(qǐng)記住，當(dāng)使用JIT時(shí)啟用后，JVM將直接對(duì)機(jī)器/本機(jī)代碼執(zhí)行許多調(diào)用）。

如預(yù)期的那樣，除去此環(huán)境變量以及重新啟動(dòng)受影響的JVM進(jìn)程確實(shí)解決了問題并恢復(fù)了性能級(jí)別。

評(píng)估您的應(yīng)用程序的JIT收益

我希望您對(duì)這個(gè)案例研究和對(duì)JVM JIT編譯過程的簡(jiǎn)短回顧表示贊賞。 為了了解不對(duì)Java應(yīng)用程序使用JIT的影響，建議您進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：

• 啟用JIT并為您的應(yīng)用程序生成負(fù)載，并捕獲一些基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，例如CPU％，響應(yīng)時(shí)間，＃個(gè)請(qǐng)求等。
• 禁用JIT。
• 重做相同的測(cè)試并比較結(jié)果。

參考： Java即時(shí)編譯：在Java EE支持模式博客上， 不僅僅是 JCG合作伙伴 Pierre Hugues Charbonneau 的時(shí)髦 詞匯 。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2013/07/java-just-in-time-compilation-more-than-just-a-buzzword.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java即时编译：不仅仅是一个流行词的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。