java - 如何在应用程序中持续保持 5GB 内存，而不会因 GC 而导致性能不佳？

Question

我的应用程序是地理应用程序。由于要求响应时间短，我的每个实例都将所有点加载到内存并将它们存储在结构(四叉树)中。

我们每分钟加载所有点(与数据库同步)并将它们放入几个四叉树中。

我们现在有 0.5GB 积分。我正在努力准备下一个级别的 5GB 积分。虚拟机:-XX:NewSize=6g -Xms20g -Xmx20g -XX:+UseConcMarkSweepGC -verboseGC -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCDetails

由于 GC，实例的启动花费了很多时间，另外应用程序一直受到 GC 的影响。

我想引用大堆的 GC。

我能想到几个解决方案:

1. 只刷新数据库中的更改，而不是每次都加载所有数据库。 缺点 - 在应用程序的早期阶段仍然会遭受 GC，Long time GC。

2. 堆外解决方案。将点 I​​D 存储在四叉树中，并将点存储在堆外。 缺点 - 序列化时间，地理结构是少数对象的复杂而不是简单的对象。

3. 为每个实例创建具有结构的附加实例并针对该实例进行查询。 geo 实例将保存长期存在的对象，并且可以对长期存在的对象进行 GC 调整。 缺点 - 复杂性和响应时间。

任何对包含很少 GIG 长生命周期对象的应用的文章的引用都将非常受欢迎。

在 Ubuntu(亚马逊)上运行。 Java 7。没有内存限制。

问题是每次刷新数据时停顿时间过长。

刷新的Gc日志:

2014-06-15T16:32:58.551+0000: 1037.469: [GC2014-06-15T16:32:58.551+0000: 1037.469: [ParNew: 5325855K->259203K(5662336K), 0.0549830 secs] 16711893K->11645244K(20342400K), 0.0551490 secs] [Times: user=0.71 sys=0.00, real=0.05 secs] 

2014-06-15T16:33:02.383+0000: 1041.302: [GC2014-06-15T16:33:02.383+0000: 1041.302: [ParNew: 5292419K->470768K(5662336K), 0.0851740 secs] 16678460K->11856811K(20342400K), 0.0853260 secs] [Times: user=1.09 sys=0.00, real=0.09 secs] 

2014-06-15T16:33:06.114+0000: 1045.033: [GC2014-06-15T16:33:06.114+0000: 1045.033: [ParNew: 5503984K->629120K(5662336K), 1.5475170 secs] 16890027K->12193877K(20342400K), 1.5476760 secs] [Times: user=5.49 sys=0.61, real=1.55 secs] 

2014-06-15T16:33:11.145+0000: 1050.063: [GC2014-06-15T16:33:11.145+0000: 1050.063: [ParNew: 5662336K->558612K(5662336K), 0.7742870 secs] 17227093K->12758866K(20342400K), 0.7744610 secs] [Times: user=3.88 sys=0.82, real=0.77 secs] 

2014-06-15T16:33:11.920+0000: 1050.838: [GC [1 CMS-initial-mark: 12200254K(14680064K)] 12761216K(20342400K), 0.1407080 secs] [Times: user=0.13 sys=0.01, real=0.14 secs] 

2014-06-15T16:33:12.061+0000: 1050.979: [CMS-concurrent-mark-start]

2014-06-15T16:33:14.208+0000: 1053.127: [CMS-concurrent-mark: 2.148/2.148 secs] [Times: user=19.46 sys=0.44, real=2.15 secs] 

2014-06-15T16:33:14.208+0000: 1053.127: [CMS-concurrent-preclean-start]

2014-06-15T16:33:14.232+0000: 1053.150: [CMS-concurrent-preclean: 0.023/0.023 secs] [Times: user=0.14 sys=0.01, real=0.02 secs] 

2014-06-15T16:33:14.232+0000: 1053.150: [CMS-concurrent-abortable-preclean-start]

2014-06-15T16:33:15.629+0000: 1054.548: [GC2014-06-15T16:33:15.630+0000: 1054.548: [ParNew: 5591828K->563654K(5662336K), 0.1279360 secs] 17792082K->12763908K(20342400K), 0.1280840 secs] [Times: user=1.65 sys=0.00, real=0.13 secs] 

2014-06-15T16:33:19.143+0000: 1058.062: [GC2014-06-15T16:33:19.143+0000: 1058.062: [ParNew: 5596870K->596692K(5662336K), 0.3445070 secs] 17797124K->13077191K(20342400K), 0.3446730 secs] [Times: user=3.06 sys=0.34, real=0.35 secs] 

 CMS: abort preclean due to time 2014-06-15T16:33:19.832+0000: 1058.750: [CMS-concurrent-abortable-preclean: 5.124/5.600 secs] [Times: user=35.91 sys=1.67, real=5.60 secs] 

Answer 1

人们对上面的设计要点提出了一些非常好的评论，您绝对应该考虑。如果您只考虑 GC 影响，您的问题就有点难以回答，因为垃圾收集调整不是一门精确的科学。您可能希望考虑的是您正在使用的实际 GC 算法。但首先介绍一下背景:

垃圾收集是分代的，它的性能依赖于 high infant mortality对象的速率 - 即对象在应用程序流程中被创建并迅速销毁。您持有大对象(由于缓存性质)，这意味着您将填满伊甸园，并且需要 GC 将这些对象提升到幸存者和永久空间。

这意味着如果您需要回收此内存，它很可能处于永久使用状态，因此需要更长的 GC 暂停时间来收集。但是，考虑到堆的大小，这可能不是问题，因为它可能永远不需要执行完整的 GC。健康的应用程序预计会在很短的时间内频繁 GC 以收集 Eden，因此不要因垃圾收集器的启动而分心。但是，请对 Full GC 感到担忧。如果您还没有打开垃圾收集器日志，现在是时候打开了，因为这将允许您进行衡量，而不是做出假设(如果您已经打开的话)。

-XX:+PrintGCDetails 
-XX:+PrintGCDateStamps 
-XX:+PrintTenuringDistribution 

另见 this answer了解更多详情。

从 Java 7 update 4 开始，您可以使用 G1 垃圾收集器。该算法专门设计用于处理多核机器上的大型堆。当你启动你的应用程序时，你会使用类似这样的命令:

java -Xmx50m -Xms50m -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200

这允许您指定您的堆大小和您希望实现的目标性能。 G1 的工作方式与默认使用的标记清除算法略有不同，因为它在不同区域查看整个堆，并尝试声明其中大部分是垃圾的区域。完全可回收的堆段回收成本低，因此它会找到尽可能多的区域尽可能收集这些并在您想要的暂停时间内收集它们。它尽可能多地并行利用您的多核来避免在停止世界期间浪费时间。

当然不能保证 G1 将成为解决您问题的 Elixir ，但根据您的特点，您可能会发现它非常适合您(因为缓存中不需要的东西可以更容易地删除并且由于本地的原则，可能位于很近的地方)。 G1上有一些新手资料here .也看看这个 article这比我在这里更深入。