日期:2014-05-19  浏览次数:20762 次

影响Java EE性能的十大问题

本文作者是一名有10多年经验的高级系统架构师,他的主要专业领域是Java EE、中间件和JVM技术。他在性能优化和提升方面也有很深刻的见解,下面他将和大家分享一下常见的10个影响Java EE性能问题。

1.缺乏正确的容量规划

容量规划是一个全面的和发展的过程标准,预测当前和未来的IT环境容量需求。制定合理的容量规划不仅会确保和跟踪当前IT生产能力和稳定性,同时也会确保新项目以最小的风险部署到现有的生产环境中。硬件、中间件、JVM、调整等在项目部署之前就应该准备好。

2.Java EE中间件环境规范不足

“没有规矩,不成方圆”。第二个比较普遍的原因是Java EE中间件或者基础架构不规范。在项目初始,新平台上面没有制定合理的规范,导致系统稳定性差。这会增加客户成本,所以花时间去制定合理的Java EE中间件环境规范是必须的。这项工作应与初始容量规划迭代相结合。

 

3.Java虚拟机垃圾回收过度

各位对“java.lang.OutOfMemoryError”这个错误信息是不是很熟悉呢?由于JVM的内存空间过度消耗(Java堆、本机堆等)而抛出的异常。

 

垃圾收集问题并不一定会表现为一个OOM条件,过度的垃圾收集可以理解成是JVM GC线程在短时间里进行轻微或超量收集集合数据而导致的JVM暂停时间很长和性能下降。可能有以下几个原因:

  1. 与JVM的负载量和应用程序内存占用量相比,Java堆可能选择的太小。
  2. JVM GC策略使用不合理。
  3. 应用程序静态或动态内存占用量太大,不适合在32位JVM上使用。
  4. JVM OldGen随着时间推移,泄漏越来越严重,而GC在几个小时或者几天后才发现。
  5. JVM PermGen空间(只有HotSpot VM)或本机堆随着时间推移会泄露是一个非常普遍的问题;OOM的错误往往是观察一段时间后,应用程序进行动态调动。
  6. YoungGen和OldGen的比例空间与你的应用程序不匹配。
  7. Java堆在32位的VM上太大,导致本机堆溢出,具体可以表现为OOM试着去链接一个新的Java EE应用程序、创建一个新的Java线程或者需要计算本地内存分配任务。

建议:

  1. 观察和深入理解JVM垃圾回收。启动GC,根据健康合理的评估来提供所有的数据。
  2. 记住,GC方面的相关问题不会在开发中或者功能测试时发现,它需要在多用户高负载的测试环境下发现。 

4.与外部系统集成过多或过少

导致Java EE性能差的第四个原因是高分布式系统,典型案例是电信IT环境。在这个环境中,一个中间件领域(例如,服务总线)很少会做所有的工作,而仅仅是把一些业务“委托”给其他部分,例如产品质量,客户资料和订单管理,到其他Java EE中间件平台或遗留系统中,如支持各种不同的负载类型和通信协议的大型机。

这样的外部系统调用意味着客户端的Java EE应用程序触发创建或重用套接字链接从外部系统中读写数据。根据业务流程的实施和实现可以配置成同步调用或异步调用。需要注意的是,响应时间会根据外部系统的稳定状况进行改变,所以通过适当的使用超时来保护Java EE应用程序和中间件也是非常重要的。

下面这3种情况是经常出现问题和性能降低的地方:

  1. 同步和相继调用太多的外部系统。
  2. 在Java EE客户端应用程序和外部系统之间链接超时,使数据丢失或者值太高导致客户端线程被卡住,从而导致多米拉效应。
  3. 超时,但程序仍正常执行,可是中间件不处理这种奇怪的路径。

最后,建议多进行负面测试,这意味着需要“人为”创造产生这些问题的条件,用来测试应用程序和中间件之间是如何处理外部系统错误。

5.缺乏适当的数据库SQL调优和容量规划

大家可能会对这一个感到惊奇:数据库问题。大多数Java EE企业系统是依赖关系型数据库处理复杂的业务流程。一个基础扎实稳固的数据库环境可以确保IT环境有规模的增长,来支持日益不断扩大的业务。

在实际中,与数据库相关的性能问题是很常见的。由于多数数据库事务处理都是由JDBC数据源执行的(包括关系持久化API,例如Hibernate)。而性能问题最初都会表现为线程阻塞。

以下是我在10年的工作中,经常出现的关于数据库方面的问题(以Oracle数据库为例):

  1. 孤立的,长时间运行的SQL。主要表现为线程阻塞、SQL没有进行优化、缺少索引、非最佳的执行计划、返回大量数据集等等。
  2. 表或行级数据锁定。当提交一个双阶段事务模型时(例如,臭名昭著的Oracle可疑事务)。Java EE容器可能会留下一些未处理的事务等待最后的提交或回滚,留下的数据锁能触发性能问题,直到最后的锁被移除。例如中间件断电或者服务器崩溃都可能引起这些情况发生。
  3. 缺乏合理规范的数据库管理工具。例如Oracle里面的REDO logs,数据库数据文件等。磁盘空间不足,日志文件不旋转等都会触发较大的性能问题和断电情况。

建议:

  1. 合理的容量规划,包括负载和性能测试都是必不可少的,优化数据环境和及时发现问题。
  2. 如果是使用Oracle数据库,确保DBA团队定期审查AWR报告,尤其是在上下关联的事件和根源分析过程中。
  3. 使用JVM线程存储和AWR报告查明SQL运行缓慢的原因或者使用监控工具来做。
  4. 加强“操作”方面的数据库环境(磁盘空间、数据文件、重做日志、表空间等)以适当的监视和报警。如果不这么做,会让客户端IT环境出现较多的断电情况和花许多时间进行故障调修。

6.特定应用程序性能问题

下面关注的是比较严重的Java EE应用程序问题。关于特定应用程序性能问题,总结了以下几个点:

  1. 线程安全的代码问题
  2. 通信API缺少超时设置
  3. I/O、JDBC或者关系型API资源管理问题
  4. 缺乏适当的数据缓存
  5. 数据缓存过度
  6. 过多的日志记录

7.Java E