雖然Java的垃圾回收和當前高配置的服務器可以讓程序員大部分時間忘掉OutOfMemoryError的存在，但是訪問量增大后頻繁的GC會額外消耗CPU (使用top查看結果為us值高)，系統響應速度下降，積壓的請求又會占用更多內存從而惡性循環，嚴重時可能導致系統不斷Full GC造成應用停頓。

優化內存的使用可從以下幾方面著手：

一、節流

1 使用單例模式

單例模式是開發者最早接觸并使用的設計模式之一，盡管寫代碼的時候可能還不知道用了設計模式。簡單來說就是構造函數private化，通過靜態方法獲得唯一實例。因為其特性，對于某些場景例如每次請求都要使用無狀態工具類的檢驗方法，使用單例模式可以大量節省創建新對象的開銷。

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[java]?view plaincopy print?

public?class?Singleton?{??

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????private?Singleton()?{}??

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????private?static?Singleton?instance?=?new?Singleton();??

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????public?static?Singleton?getInstance()?{??

????????return?instance;??

????}??

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????public?void?doSomething()?{?}??

}??

2 緩存常用對象

簡單來說就是按一定特征創建"對象緩存池"，使用集合類保存已創建的對象，當有相同特征的對象申請時，使用緩存池中現有的對象代替通過 new關鍵字重新創建。

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[java]?view plaincopy print?

public?class?BigObjectPoolTest?{??

????public?static?void?main(String[]?args)?{??

????????long?start?=?System.nanoTime();??

????????for(int?i?=?0;?i?<?10000;?i++)?{??

????????????BigObjectPool.getBigObject("xxx",?true);??

????????}??

????????System.out.println("使用緩存池耗時"?+?TimeUnit.MILLISECONDS.convert(System.nanoTime()?-?start,?TimeUnit.NANOSECONDS)?+?"毫秒");??

????????start?=?System.nanoTime();??

????????for(int?i?=?0;?i?<?10000;?i++)?{??

????????????BigObjectPool.getBigObject("xxx",?false);??

????????}??

????????System.out.println("不使用緩存池耗時"?+?TimeUnit.MILLISECONDS.convert(System.nanoTime()?-?start,?TimeUnit.NANOSECONDS)?+?"毫秒");??

????}??

}??

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class?BigObjectPool?{??

????private?static?Map<String,?BigObject>?map?=?new?HashMap<String,?BigObject>();??

??????

????static?{??

????????map.put("xxx",?new?BigObject("xxx"));??

????????map.put("yyy",?new?BigObject("yyy"));??

????}??

??????

????public?static?BigObject?getBigObject(String?key,?boolean?usePool)?{??

????????if(usePool)?{??

????????????BigObject?bo?=?map.get(key);??

????????????if(bo?==?null)?{??

????????????????bo?=?new?BigObject(key);??

????????????}??

????????????return?bo;??

????????}?else?{??

????????????return?new?BigObject(key);??

????????}??

????}??

}??

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class?BigObject{??

????private?String?name;??

????private?byte[]?data?=?new?byte[1024?*?1024];??

????public?BigObject(String?name)?{?this.name?=?name;?}??

}??

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以-Xms32m -Xmx32m -Xloggc:d:/gc.log 參數運行

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[java]?view plaincopy print?

使用緩存池耗時3毫秒??

不使用緩存池耗時998毫秒??

(查看gc.log，可以觀察到不使用緩存池觸發Minor GC 1000次以上)

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實際業務中通常使用EhCache等框架代替自己實現緩存池。

與這種實現原理相似的也有一個設計模式：享元模式，區別是享元模式更關注類設計結構上的優化，對上下文環境的設計也做了明確定義。

3 避免設計過大的對象

如果業務模型中要求的類的屬性和方法都非常多，可以嘗試將其拆分成多個小類，再通過合成/聚合模式組裝成一個大類，這也符合設計模式的優化思想。甚至可以結合上面的對象緩存池的方式將其中一部分內容緩存化。

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[java]?view plaincopy print?

class?Composition?{??

????private?BigObject?bigObject?=?null;??

????private?int?id;??

??

????public?void?setBigObject(BigObject?bigObject)?{??

????????this.bigObject?=?bigObject;??

????}??

??

????public?Composition(int?id)?{??

????????this.id?=?id;??

????}??

}??

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[java]?view plaincopy print?

Composition?c?=?new?Composition(1);??

c.setBigObject(BigObjectPool.getBigObject("xxx",?true));??

4 一些小技巧

使用StringBuilder代替用+號連接字符串

盡量使用int, long等基本類型代替Integer, Long包裝對象

合理利用SoftReference和WeakReference

二、開源 - 調整虛擬機參數

一般設置 java -server -Xms2048m -Xmx2048m?-XX:PermSize=256m ?-XX:MaxPermSize=256m

-Xms和-Xmx決定java堆區可使用的內存最小值和最大值，通常設為相同的值，避免運行期間反復的重新申請內存。如果出現OutOfMemoryError:?Java?heap space，則在硬件允許的情況下臨時調大-Xmx，為排查問題和優化代碼爭取時間。

-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize決定永久代可用空間大小，存放class和meta信息，通常設置為相同的值。如果出現OutOfMemoryError:?PermGen space，說明加載的類和jar文件過多，可以調大這兩個參數值。

如果web容器下有多個應用引用了相同的第三方jar文件，可以轉移到容器的共享目錄。

另一個重要參數是-Xmn，決定堆區新生代的大小，通常占-Xmx的比值設置為1/4到1/3。如果業務中有大量體積大且生命周期很短的對象創建需求，可適當調大新生代空間以利于失效對象在新生代中被回收。

此外，可通過參數設置回收算法：

–XX:+UseSerialGC
–XX:+UseParallelGC
–XX:+UseParallelOldGC
–XX:+UseConcMarkSweepGC

回收算法的選擇和對比需要較大的篇幅介紹，這里不做詳細的解釋。通常來說，對于響應時間優先的web應用，ConcMarkSweepGC(CMS)是個不錯的選擇。

需要注意的是，經過幾代發展后，JVM對內存管理已經做的非常好。如果不是有明確的證據證明JVM的默認選擇不合理，就沒必要做過多細節的調整設置。調整后，可通過-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps等參數輸出GC信息進行比對，優化的首要目標是減少Full GC次數和時間。

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參考資料:?分布式java應用基礎與實踐

轉載于:https://www.cnblogs.com/sa-dan/p/6837151.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的开发高性能JAVA应用程序基础(内存篇)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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