JVM 性能調優權威指南：吞吐量優化實戰

吞吐量核心指標

• TPS (Transactions Per Second)：每秒完成事務數
• QPS (Queries Per Second)：每秒查詢請求數
• 目標：最小化 GC 佔用 CPU 週期，最大化業務執行時間

CMS 收集器吞吐量調優

健康基線

• Minor GC 開銷 < 10%
• 總 GC 開銷 < 3% → 調優空間極小

三大調優手段

1. 增大新生代：-Xmn 或 -XX:NewRatio，降低 Minor GC 頻率
2. 增大老年代：減少 CMS 觸發頻率，緩解碎片
3. 優化 CMS 啟動條件：-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75（默認 92%），提前觸發避免 Full GC

Parallel GC (Throughput Collector) 調優

啟用參數

-XX:+UseParallelGC -XX:+UseParallelOldGC

目標

• 避免 Full GC
• GC 開銷 < 5%，達到 1% 則近極限

Survivor 空間手動調優

關閉自適應，觀察穩定態日誌：

-XX:-UseAdaptiveSizePolicy
-XX:+PrintAdaptiveSizePolicy

日誌關鍵字段

AdaptiveSizePolicy::update_averages:
  survived: 10464720      # 存活對象大小 (bytes)
  promoted: 1096456       # 晋升老年代大小
  overflow: true          # 是否溢出

計算最佳 Survivor

1. 找出 Full GC 間隔期內所有 Minor GC 中最大 survived 值
2. 預留 10-20% 緩衝 → 目標 Survivor 大小
3. 調整 -XX:SurvivorRatio（Eden:Survivor = Ratio:1:1）

實戰案例

# 原配置
-Xmx1024m -Xms1024m -Xmn50m -XX:SurvivorRatio=3
# 算得：Eden=30M, Survivor=10M (各10M)

# 觀察到最大 survived ≈ 18M，需 Survivor ≥ 20M
# 保持 Eden 不變 (30M) → 新生代 = 30 + 20*2 = 70M
# SurvivorRatio = Eden/Survivor = 30/20 = 1.5
# 堆總大小 = 老年代(974M) + 新生代(70M) = 1044M

# 最終配置
-Xmx1044m -Xms1044m -Xmn70m -XX:SurvivorRatio=1.5

無法增大堆時的替代方案

-XX:TargetSurvivorRatio=80  # 默認 50%，提高至 80% 利用空間

並行線程數調優

-XX:ParallelGCThreads=4  # 建議 ≤ CPU 邏輯核心數，避免 GC 線程搶佔業務 CPU

其他高效能 JVM 參數

調優流程總結

1. 建立基線：壓測記錄 TPS、GC 日誌、CPU/內存
2. 識別瓶頸：GC 頻率高？停頓長？CPU 飆高？
3. 單一變量調整：每次只改一個參數
4. 驗證效果：對比基線，關注業務指標而非純 GC 指標
5. 持續監控：生產環境接入 Prometheus/Grafana + JMX Exporter

吞吐量調優本質是空間換時間：用更大內存換更少 GC，用更多 CPU 核心換更快並行收集。