CentOS Java应用性能优化

CentOS 上 Java 应用性能优化实战

系统层优化

• 内核网络参数（/etc/sysctl.conf）：开启端口复用与快速回收、缩短连接超时、扩大本地端口与连接队列、开启 SYN Cookie，提升高并发短连接场景的吞吐与稳定性。示例：
  • net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
  • net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
  • net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200
  • net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535
  • net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 8192
  • net.core.somaxconn = 1024
  • net.core.netdev_max_backlog = 2000
  • net.ipv4.tcp_max_orphans = 32768
  • net.ipv4.tcp_syncookies = 1 修改后执行：sudo sysctl -p 使配置生效。
• 服务与启动项：精简开机服务（systemctl disable 非必要服务），减少资源争用与攻击面。
• 文件系统与存储：优先使用 XFS/ext4，并做定期检查与优化（如挂载选项 noatime、合适的 stride/块大小等，视业务 I/O 模式而定）。
• 时间同步：部署 NTP 保持时钟一致，避免日志、监控与分布式系统异常（sudo yum install -y ntp && sudo systemctl enable --now ntpd）。

JVM 层优化

• 堆与元空间：将 -Xms 与 -Xmx 设为相同值（如 -Xms16G -Xmx16G）以避免运行期扩缩堆带来的抖动；按需设置元空间（如 -XX:MetaspaceSize=… -XX:MaxMetaspaceSize=…）。
• 垃圾回收器：优先选择 G1GC（如 -XX:+UseG1GC），在吞吐与停顿之间取得平衡；面向低延迟可适当调节停顿目标（如 -XX:MaxGCPauseMillis=…）。
• GC 日志与诊断：开启结构化 GC 日志，便于定位停顿与晋升问题（如 -Xlog:gc,gc+heap=debug,gc+age=trace:file=gc.log:time,tags*；兼容旧版可用 -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:gc.log）。
• 启动与类加载：启用类数据共享（-Xshare:on）降低类加载开销；精简依赖、延迟初始化以缩短启动时间。
• 运行时与编译器：优先使用 JDK 17/21 等 LTS 版本获取性能与安全改进；JIT 默认已启用，避免滥用 -Xcomp（可能导致启动慢与抖动）。

应用与中间件层优化

• 通用代码与资源：减少临时对象创建、重用对象/对象池；选择高效算法与数据结构（如 ArrayList 在多数随机访问/尾部插入场景优于 LinkedList）；避免资源泄漏（文件、DB 连接等）；降低锁竞争（如 ConcurrentHashMap）；必要时使用异步与缓存（如 Redis/Memcached）。
• Web 容器示例（Tomcat）：合理设置连接器并发参数（如 maxThreads=500、acceptCount=100），采用 NIO/NIO2 提升 I/O 效率；不需要时禁用 AJP；根据队列与业务峰值调优队列与超时，避免雪崩与线程饥饿。

监控与压测闭环

• 监控与剖析：使用 JProfiler/VisualVM 实时观测 CPU、堆、线程与锁；用 jstack/jmap 抓取线程栈与堆转储；用 MAT 分析内存泄漏与对象生命周期；对 GC 日志做趋势与停顿分析。
• 压测与回归：以 JMeter 等工具进行容量与稳定性压测，覆盖峰值 QPS、长稳运行与异常场景；每次变更先在测试环境验证，再灰度上线，持续观察 GC、RT、吞吐与错误率。

快速落地清单

• 基线：记录当前 CPU、内存、I/O、网络、GC 停顿、99/95 线 RT、QPS/错误率；明确优化目标（如 P99 RT ≤ 200ms、Full GC = 0、CPU 利用率 ≤ 70%）。
• 系统：应用上述 sysctl 调优；精简服务；时间同步；I/O 调度与文件系统按负载选型。
• JVM（示例，按容器/物理机内存调整）：-Xms16G -Xmx16G -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200 -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime -Xlog:gc*,gc+heap=debug:file=gc.log:time,tags；必要时 -Xshare:on。
• 应用：连接池（如 HikariCP）与超时配置、异步化、缓存、减少锁竞争与对象分配；Tomcat 按并发调 maxThreads/acceptCount/NIO。
• 验证：压测→监控→定位瓶颈→回滚/再调优→固化参数与基线；保留 GC 日志与堆转储用于复盘。