An Introduction to JWarmup

一、JWarmup背景?

一 应用程序预热?

Java的方法要被执行时 首先这个方法所在的类需要被JVM加载 这个过程包括各类文件的验证、解析、链接以及类的初始化。当这个类被加载进来了以后 JVM就可以去执行这个方法。?

JVM在刚开始的时候会使用模板解释器去解释执行方法 模板解释器除了一个个去执行方法中的Bytecodes之外 还会额外收集关于方法执行动态运行的信息 例如方法执行的调用次数 调用时一些类型的信息等。这些信息都会提供给JVM的即时编译器 由它利用这些信息将刚才解释执行发现的热点方法编译成为Native?Code。这样JVM就不用模板解释器去执行这些方法 而是去执行性能更高的Native?Code 从而使应用程序的性能得到大幅提升。?

当大多数热点方法都被编译成为Native?Code以后 应用程序的预热就完成了。?

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二 遇到的问题?

Java有非常丰富的应用场景 一个典型的场景就是我们会用Java写一些?Web服务。在Web服务的部署过程中 会发现预热给我们带来非常大的困扰。当我们把一个Web服务部署到线上后 应用启动完成 此时就会有大量的用户请求进入。?

这个时候由于有大量的热点方法需要被编译 JVM的编译线程会非常忙碌 因为它需要占用大量的CPU将这些方法编译成为Native?Code。同时又因为用户的线程需要执行解决用户的请求 因此它也会占用大量的CPU 并且会抢占编译线程所使用的CPU 这样就会导致编译线程无法尽快地把这些热点方法编译到Native?Code 使得应用程序长时间运行在解释执行的状态 降低服务的质量。同时 服务的RT会增加 服务所使用的CPU也会非常的高 这就是在真实场景中所遇到应用程序预热的问题 接下来我们来看一下阿里巴巴Dragonwell?8中的JWarmup特性是如何解决这个问题。?

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二、JWarmup功能?

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上方为JWarmup的流程图 它将应用程序的发布分成了两个阶段 分别是Recording和Replaying。在Recording阶段 JVM会接受线上的请求 同时记录JVM即时编译器它所编译方法的信息 并且将这些信息都输出到一个文件之中。?

等到第二次再去启动的时候 JVM就可以去读取刚刚所记录的这些方法编译的信息 同时会主动的触发即时编译器编译刚刚记录的热点方法 使得在用户请求到来之前 就把热点方法编译成为性能较高的Native?Code 避免了在用户请求大量进入的时候做编译 这样就能够进一步提高应用程序的性能 节约CPU使用率。?

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三、案例演示?

一 Demo代码?

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下面根据一个简单的例子展示如何使用JWarmup功能。?

上方为一个简单的 Java程序 在这个程序之中有一个循环用来模拟线上应用的一个热点 循环会反复调用一个方法。?

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二 Recording?

如何去使用JWarmup的记录功能Recording ?

首先 从http://dragonwell-jdk.io/下载Dragonwell 8 ?
添加JVM参数启动JWarmup的记录功能 ?

-XX: CompilationWarmUpRecording?

-XX:?CompilationWarmUpRecording 30?

-XX:?CompilationWarmUpLogfile ./jwarmup.log?

-XX -ClassUnloading?

第一个参数表示去打开JWarmup的记录功能 ?

第二个参数表示需要记录的时间 在当前Demo之中选择记录30秒 ?

第三个参数表示记录编译信息生成文件的路径 在这个Demo中 我们将这个文件生成在当前目录下的jwarmup.log这个文件 ?

第四个参数是由于JWarmup的Recording功能不支持ClassUnloading 所以需要将这一功能关闭。?

当设定的记录时间到了以后 JWarmup会将记录好的编译信息输出到指定的文件之中 同时会在应用程序的输出中看到以下这样一条日志 表明记录是成功的。?

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三 Replaying?

如何使用JWarmup的Replaying功能 ?

添加JVM参数 ?

-XX: CompilationWarmUp?

-XX: CompilationWarmUpLogfile ./jwarmup.log?

-XX: PrintCompilationWarmUpDetail?

第一个参数表示要使用JWarmup的编译功能 ?

第二个参数需要指定刚刚记录的包含编译信息的文件 在当前Demo之中 就是刚刚所记录的当前目录下的jwarmup.log文件 ?

第三个参数表示我希望JWarmup打印出一些详细的日志 帮助我记录JWarmup工具的一些行为。?

当把这些参数配置好以后 将服务启动 等待一些关键的类的加载完成 可以使用jcmd? pid ?JWarmup?-notify主动触发Warmup的编译。?

当Warmup编译完成后 可以在程序的标准输出中看到下面三条log 就表示这一次Warmup编译是成功的。?

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以上就是关于JWarmup的基本介绍 包含JWarmup所需要解决的问题 解决方法 以及用案例讲述如何使用JWarmup功能。同时 我们对JWarmup这个功能还做了非常多的改进 形成了我们另外一份工作 JWarmup2。?

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上方为JWarmup2整体流程图 可以看到在这份工作之中 我们记录了更加丰富的信息 去更好的解决应用程序预热的问题。?

首先我们会使用JFR Java?Flight?Recorder 统一所记录的编译的信息 这些信息也可以形成一个JFR文件 使用JDK官方所提供的Java?Mission?Control浏览所记录的所有热点方法的信息。?

此外 我们除了记录一些方法的编译 还记录了每一个方法它所依赖的类的信息。这样子在我们第二步预热的时候 就可以根据这些依赖的信息 当我们看到一个方法 它所有的依赖的类都被加载了以后 就会自动触发这个方法的Warmup编译 避免了人工手动触发Warmup编译。?

此外 我们还额外记录了这些方法所有的Profiling信息 这些信息能够帮助我们在第二步去更好地生成Warmup的代码 从而进一步提高应用程序的性能。?

JWarmup2未来将在阿里巴巴Dragonwell 11中开源 欢迎大家使用。?

本文转自网络，原文链接：https://developer.aliyun.com/article/784536
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