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服務器之家 - 編程語言 - Java教程 - Java jvm中Code Cache案例詳解

Java jvm中Code Cache案例詳解

2021-11-25 14:16go4it Java教程

這篇文章主要介紹了Java jvm中Code Cache案例詳解,本篇文章通過簡要的案例,講解了該項技術的了解與使用,以下就是詳細內容,需要的朋友可以參考下

Code Cache

JVM生成的native code存放的內存空間稱之為Code Cache；JIT編譯、JNI等都會編譯代碼到native code，其中JIT生成的native code占用了Code Cache的絕大部分空間

相關參數

Codecache Size Options

  • -XX:InitialCodeCacheSize

用于設置初始CodeCache大小

  • -XX:ReservedCodeCacheSize

用于設置Reserved code cache的最大大小，通常默認是240M

  • -XX:CodeCacheExpansionSize

用于設置code cache的expansion size，通常默認是64K

Codecache Flush Options

  • -XX:+UseCodeCacheFlushing

是否在code cache滿的時候先嘗試清理一下，如果還是不夠用再關閉編譯，默認開啟

Compilation Policy Options

  • -XX:CompileThreshold

方法觸發編譯時的調用次數，默認是10000

  • -XX:OnStackReplacePercentage

方法中循環執行部分代碼的執行次數觸發OSR編譯時的閾值，默認是140

Compilation Limit Options

  • -XX:MaxInlineLevel

針對嵌套調用的最大內聯深度，默認為9

  • -XX:MaxInlineSize

方法可以被內聯的最大bytecode大小，默認為35

  • -XX:MinInliningThreshold

方法可以被內聯的最小調用次數，默認為250

  • -XX:+InlineSynchronizedMethods

是否允許內聯synchronized methods，默認為true

Diagnostic Options

  • -XX:+PrintFlagsFinal(默認沒有啟用)

用于查看所有可設置的參數及最終值(JDK 6 update 21開始才可以用），默認是不包括diagnostic或experimental系的。如果要在-XX:+PrintFlagsFinal的輸出里看到這兩種參數的信息，分別需要顯式指定-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions / -XX:+UnlockExperimentalVMOptions(-XX:+PrintCommandLineFlags 這個參數的作用是顯示出VM初始化完畢后所有跟最初的默認值不同的參數及它們的值)

  • -XX:+PrintCodeCache(默認沒有啟用)

-XX:+PrintCodeCache用于jvm關閉時輸出code cache的使用情況

  • -XX:+PrintCodeCacheOnCompilation(默認沒有啟用)

用于在方法每次被編譯時輸出code cache的使用情況

查看Code Cache的使用情況

-XX:+PrintCodeCache

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CodeHeap 'non-profiled nmethods': size=120032Kb used=2154Kb max_used=2160Kb free=117877Kb
 bounds [0x00000001178ea000, 0x0000000117b5a000, 0x000000011ee22000]
CodeHeap 'profiled nmethods': size=120028Kb used=10849Kb max_used=11005Kb free=109178Kb
 bounds [0x00000001103b3000, 0x0000000110e73000, 0x00000001178ea000]
CodeHeap 'non-nmethods': size=5700Kb used=1177Kb max_used=1239Kb free=4522Kb
 bounds [0x000000010fe22000, 0x0000000110092000, 0x00000001103b3000]
 total_blobs=5638 nmethods=4183 adapters=435
 compilation: enabled
              stopped_count=0, restarted_count=0
 full_count=0
  • jvm啟動參數加上-XX:+PrintCodeCache，可以在jvm關閉時輸出code cache的使用情況
  • 這里分了non-profiled nmethods、profiled nmethods、non-nmethods三部分來展示
  • 其中size就是限制的最大大小，used表示實際使用量，max_used就是使用大小的high water mark，free由size-used得來

jcmd pid Compiler.codecache

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/ # jcmd 1 Compiler.codecache
1:
CodeHeap 'non-profiled nmethods': size=120036Kb used=1582Kb max_used=1582Kb free=118453Kb
 bounds [0x00007f1e42226000, 0x00007f1e42496000, 0x00007f1e4975f000]
CodeHeap 'profiled nmethods': size=120032Kb used=9621Kb max_used=9621Kb free=110410Kb
 bounds [0x00007f1e3acee000, 0x00007f1e3b65e000, 0x00007f1e42226000]
CodeHeap 'non-nmethods': size=5692Kb used=1150Kb max_used=1198Kb free=4541Kb
 bounds [0x00007f1e3a75f000, 0x00007f1e3a9cf000, 0x00007f1e3acee000]
 total_blobs=5610 nmethods=4369 adapters=412
 compilation: enabled
              stopped_count=0, restarted_count=0
 full_count=0

使用jcmd的Compiler.codecache也可以查看code cache的使用情況，輸出跟-XX:+PrintCodeCache相同

jcmd pid VM.native_memory

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/ # jcmd 1 VM.native_memory
1:
 
Native Memory Tracking:
 
Total: reserved=1928023KB, committed=231182KB
-                 Java Heap (reserved=511488KB, committed=140288KB)
                            (mmap: reserved=511488KB, committed=140288KB)
 
-                     Class (reserved=1090832KB, committed=46608KB)
                            (classes #8218)
                            (  instance classes #7678, array classes #540)
                            (malloc=1296KB #19778)
                            (mmap: reserved=1089536KB, committed=45312KB)
                            (  Metadata:   )
                            (    reserved=40960KB, committed=39680KB)
                            (    used=38821KB)
                            (    free=859KB)
                            (    waste=0KB =0.00%)
                            (  Class space:)
                            (    reserved=1048576KB, committed=5632KB)
                            (    used=5190KB)
                            (    free=442KB)
                            (    waste=0KB =0.00%)
 
-                    Thread (reserved=37130KB, committed=2806KB)
                            (thread #36)
                            (stack: reserved=36961KB, committed=2636KB)
                            (malloc=127KB #189)
                            (arena=42KB #70)
 
-                      Code (reserved=248651KB, committed=15351KB)
                            (malloc=963KB #4600)
                            (mmap: reserved=247688KB, committed=14388KB)
 
-                        GC (reserved=21403KB, committed=7611KB)
                            (malloc=5419KB #9458)
                            (mmap: reserved=15984KB, committed=2192KB)
 
-                  Compiler (reserved=150KB, committed=150KB)
                            (malloc=20KB #447)
                            (arena=131KB #5)
 
-                  Internal (reserved=3744KB, committed=3744KB)
                            (malloc=1696KB #6416)
                            (mmap: reserved=2048KB, committed=2048KB)
 
-                     Other (reserved=24KB, committed=24KB)
                            (malloc=24KB #2)
 
-                    Symbol (reserved=10094KB, committed=10094KB)
                            (malloc=7305KB #219914)
                            (arena=2789KB #1)
 
-    Native Memory Tracking (reserved=4130KB, committed=4130KB)
                            (malloc=12KB #158)
                            (tracking overhead=4119KB)
 
-               Arena Chunk (reserved=177KB, committed=177KB)
                            (malloc=177KB)
 
-                   Logging (reserved=7KB, committed=7KB)
                            (malloc=7KB #264)
 
-                 Arguments (reserved=18KB, committed=18KB)
                            (malloc=18KB #500)
 
-                    Module (reserved=165KB, committed=165KB)
                            (malloc=165KB #1699)
 
-                 Safepoint (reserved=4KB, committed=4KB)
                            (mmap: reserved=4KB, committed=4KB)
 
-                   Unknown (reserved=4KB, committed=4KB)
                            (mmap: reserved=4KB, committed=4KB)

使用jcmd的VM.native_memory也可以查看code cache的使用情況(Code部分)，Compiler部分為Memory tracking used by the compiler when generating code

使用MemoryPoolMXBean查看

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@Test
public void testGetCodeCacheUsage(){
    ManagementFactory.getPlatformMXBeans(MemoryPoolMXBean.class)
            .stream()
            .filter(e -> MemoryType.NON_HEAP == e.getType())
            .filter(e -> e.getName().startsWith("CodeHeap"))
            .forEach(e -> {
                LOGGER.info("name:{},info:{}",e.getName(),e.getUsage());
            });
}

MemoryPoolMXBean包含了HEAP及NON_HEAP，其中code cache屬于NON_HEAP，其輸出如下：

12:21:10.728 [main] INFO com.example.CodeCacheTest - name:CodeHeap 'non-nmethods',info:init = 2555904(2496K) used = 1117696(1091K) committed = 2555904(2496K) max = 5836800(5700K)
12:21:10.743 [main] INFO com.example.CodeCacheTest - name:CodeHeap 'profiled nmethods',info:init = 2555904(2496K) used = 1543808(1507K) committed = 2555904(2496K) max = 122908672(120028K)
12:21:10.743 [main] INFO com.example.CodeCacheTest - name:CodeHeap 'non-profiled nmethods',info:init = 2555904(2496K) used = 319616(312K) committed = 2555904(2496K) max = 122912768(120032K)

spring boot應用查看

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/ # curl -i "http://localhost:8080/actuator/metrics/jvm.memory.used?tag=area:nonheap"
HTTP/1.1 200
Content-Disposition: inline;filename=f.txt
Content-Type: application/vnd.spring-boot.actuator.v2+json;charset=UTF-8
Transfer-Encoding: chunked
Date: Sat, 30 Mar 2019 04:26:39 GMT
 
{"name":"jvm.memory.used","description":"The amount of used memory","baseUnit":"bytes","measurements":[{"statistic":"VALUE","value":6.5295408E7}],"availableTags":[{"tag":"id","values":["CodeHeap 'non-profiled nmethods'","CodeHeap 'profiled nmethods'","Compressed Class Space","Metaspace","CodeHeap 'non-nmethods'"]}]}
 
/ # curl -i "http://localhost:8080/actuator/metrics/jvm.memory.used?tag=area:nonheap&tag=id:CodeHeap%20%27non-profiled
%20nmethods%27"
HTTP/1.1 200
Content-Disposition: inline;filename=f.txt
Content-Type: application/vnd.spring-boot.actuator.v2+json;charset=UTF-8
Transfer-Encoding: chunked
Date: Sat, 30 Mar 2019 04:24:58 GMT
 
{"name":"jvm.memory.used","description":"The amount of used memory","baseUnit":"bytes","measurements":[{"statistic":"VALUE","value":1592448.0}],"availableTags":[]}

springboot使用micrometer，通過/actuator/metrics接口提供相關指標查詢功能，其中code cache在jvm.memory.used這個metric中
它是基于MemoryPoolMXBean來實現的，具體詳見micrometer-core-1.1.3-sources.jar!/io/micrometer/core/instrument/binder/jvm/JvmMemoryMetrics.java

小結

  • JVM生成的native code存放的內存空間稱之為Code Cache；JIT編譯、JNI等都會編譯代碼到native code，其中JIT生成的native code占用了Code Cache的絕大部分空間
  • -XX:ReservedCodeCacheSize用于設置Reserved code cache的最大大小，通常默認是240M；對于有些應用來說240M可能太大，code cache可能都填不滿，相當于unconstrained，此時JIT就會繼續編譯任何它認為可以編譯的code
  • 查看Code Cache的內存使用情況有好幾種方法：
    • jvm啟動參數加上-XX:+PrintCodeCache，可以在jvm關閉時輸出code cache的使用情況
    • 使用jcmd的Compiler.codecache，其輸出跟-XX:+PrintCodeCache相同；
    • 使用jcmd的VM.native_memory也可以查看code cache的使用情況(Code部分)
    • 使用JMX來獲取NON_HEAP類型中的name為CodeHeap開頭的MemoryPoolMXBean可以得到code cache的使用情況
    • 如果是springboot應用，它使用micrometer，通過/actuator/metrics接口提供相關指標查詢功能，其中code cache在jvm.memory.used這個metric中

doc

15 Codecache Tuning

JVM的編譯策略

What are ReservedCodeCacheSize and InitialCodeCacheSize?

Why does the JVM have a maximum inline depth?

Code Cache滿導致應用性能降低

到此這篇關于Java jvm中Code Cache案例詳解的文章就介紹到這了,更多相關Java jvm中Code Cache內容請搜索服務器之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持服務器之家！

原文鏈接：https://www.jianshu.com/p/b064274536ed

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