Comment implémenter le modèle de mémoire JVM et l'optimisation des performances de la technologie sous-jacente Java

Comment implémenter le modèle de mémoire JVM et le réglage des performances de la technologie sous-jacente Java

Introduction :
En tant que langage de programmation orienté objet, Java présente les caractéristiques de multiplateforme, de hautes performances, de bonne sécurité, etc., et est utilisé dans de nombreux projets à grande échelle. Être largement utilisé. Cependant, dans les scénarios avec une concurrence élevée et de grandes quantités de données, si le modèle de mémoire JVM n'est pas correctement configuré et réglé, les performances du programme peuvent diminuer, voire planter. Cet article présentera le modèle de mémoire JVM et ses méthodes de réglage, et fournira des exemples de code spécifiques.

1. Modèle de mémoire JVM
Le modèle de mémoire JVM est la façon dont la machine virtuelle Java divise et gère la mémoire pendant l'exécution. Il est divisé en les parties suivantes :

1. Tas : Le tas est le plus grand morceau de mémoire de la JVM. , utilisé pour stocker les instances d'objet. La mémoire tas est automatiquement gérée par le garbage collector et comporte deux zones : la nouvelle génération et l'ancienne génération.
2. Zone de méthode : la zone de méthode est une zone utilisée pour stocker des informations de classe, des constantes, des variables statiques et d'autres données. Dans la machine virtuelle HotSpot, la zone méthode est également appelée génération permanente (Permanent Generation).
3. Pile de machines virtuelles (VM Stack) : la pile de machines virtuelles est privée pour chaque thread et est utilisée pour stocker des données telles que les appels de méthode et les variables locales pendant l'exécution du thread. Le processus allant de l'appel de méthode à la fin de l'exécution de chaque méthode correspond au processus push et pop d'un frame de pile.
4. Pile de méthodes natives : la pile de méthodes locales est similaire à la pile de machines virtuelles. La différence est que la pile de machines virtuelles sert les méthodes Java, tandis que la pile de méthodes locales sert les méthodes natives (C, C++, etc.).
5. Registre du compteur de programme : le compteur de programme enregistre l'adresse de l'instruction de bytecode que le thread actuel exécute et est utilisé pour la commutation et la récupération de thread.

2. Méthodes de réglage des performances
Afin d'optimiser les performances des programmes Java, nous pouvons les régler via les méthodes suivantes :

1. Allocation raisonnable de l'espace mémoire : en fonction des besoins réels, configurez raisonnablement la taille du tas de la JVM. . Un tas trop petit entraînera des GC fréquentes, et un tas trop grand augmentera le temps de GC. L'utilisation du tas peut être optimisée en ajustant -Xms (taille initiale du tas) et -Xmx (taille maximale du tas).
2. Définissez un ratio raisonnable entre la nouvelle génération et l'ancienne génération : la nouvelle génération fait partie du tas utilisé pour stocker les objets nouvellement créés. L’ancienne génération sert à stocker des objets qui survivent longtemps. Vous pouvez ajuster le paramètre -XX:NewRatio pour définir le rapport entre la nouvelle génération et l'ancienne génération afin d'optimiser l'utilisation de la mémoire.

Exemple de code :

public class MemoryAllocationDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 设置初始堆大小为512M
        //-Xms512m
        // 设置最大堆大小为2G
        //-Xmx2g
        // 设置新生代和老年代的比例为1:2
        // 默认值为2，表示新生代和老年代的比例为1:2
        //-XX:NewRatio=2
        
        // 程序具体逻辑省略...
    }
}

3. Analyser et ajuster le mécanisme de récupération de place : le mécanisme de récupération de place de la JVM recyclera les objets inutiles selon différents algorithmes de récupération de place (tels que marquer-effacer, copier, marquer-organiser, etc.). En analysant l'utilisation de la mémoire et les journaux GC, vous pouvez sélectionner un garbage collector plus approprié et ajuster ses paramètres associés.

Échantillon de code :

public class GCAlgorithmDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 设置使用G1垃圾回收器
        //-XX:+UseG1GC
        
        // 设置新生代和老年代的比例为1:4
        //-XX:NewRatio=4
        
        // 设置G1混合收集的目标时间为60秒
        //-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent=60
        
        // 程序具体逻辑省略...
    }
}

4. Réglage des threads : ajustez le nombre de threads, la taille du pool de threads, la priorité des threads et d'autres paramètres en fonction de la situation réelle pour améliorer les performances de concurrence du programme.

Exemple de code :

public class ThreadTuningDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 设置最大线程数为100
        //-XX:MaxThreads=100
        
        // 设置线程池大小为50
        //-Djava.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism=50
        
        // 设置默认线程优先级为10
        //-XX:ThreadPriority=10
        
        // 程序具体逻辑省略...
    }
}

Résumé :
En allouant raisonnablement de l'espace mémoire, en définissant un ratio raisonnable entre nouvelle génération et ancienne génération, en analysant et en ajustant le mécanisme de récupération de place et en ajustant les threads, les performances et la stabilité des programmes Java peuvent être effectivement amélioré le sexe. Dans les projets réels, un travail de réglage détaillé doit être effectué sur la base de scénarios commerciaux et d'environnements matériels spécifiques pour obtenir les meilleures performances. Je vous souhaite du succès sur la route du modèle de mémoire JVM et du réglage des performances !

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