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——從原理到實(shí)踐
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在使用Java虛擬機(jī)時(shí)，我們都知道垃圾回收（GC）是不可避免的。然而，有時(shí)候我們會(huì)發(fā)現(xiàn)GC占用了過多的CPU資源，導(dǎo)致應(yīng)用程序的性能下降。怎樣解決這個(gè)問題呢？本文將從原理到實(shí)踐，為您詳細(xì)介紹。
一、原理
要解決GC占用CPU過高問題，首先需要了解GC的基本原理和流程。Java GC的基本流程是：程序先創(chuàng)造出新對(duì)象，這些對(duì)象被稱作新生代。當(dāng)新生代空間快滿時(shí)，Java虛擬機(jī)會(huì)執(zhí)行Minor GC，將活著的對(duì)象復(fù)制到另一個(gè)空間中。如果一個(gè)對(duì)象經(jīng)歷了多次Minor GC后依然存活，就會(huì)被復(fù)制到老生代中。當(dāng)老生代空間快滿時(shí)，Java虛擬機(jī)會(huì)執(zhí)行Full GC，即對(duì)整個(gè)堆進(jìn)行垃圾清理。
如果GC占用了過多的CPU資源，那么有可能是因?yàn)镚C的次數(shù)過多，或者每次GC的范圍過大。通常來說，解決問題的方法就是減少GC的次數(shù)和范圍。下面介紹具體的實(shí)踐方法。
二、實(shí)踐
1. 調(diào)整新生代大小
調(diào)整新生代大小是減少GC的次數(shù)和范圍的一種方法。默認(rèn)情況下，Java虛擬機(jī)會(huì)將新生代大小設(shè)置為整個(gè)堆空間的1/3。如果堆空間過大，那么新生代就會(huì)非常大，導(dǎo)致Minor GC的時(shí)候需要復(fù)制的對(duì)象較多，從而占用更多的CPU資源。因此，適當(dāng)縮小新生代的大小，可以減少GC的次數(shù)和范圍，從而降低CPU占用率。例如，可以將新生代大小調(diào)整為整個(gè)堆空間的1/4或者1/5。
2. 調(diào)整GC算法
除了調(diào)整新生代大小以外，還可以調(diào)整GC算法，以減少GC次數(shù)和范圍。Java虛擬機(jī)提供了四種GC算法：
– Serial（串行垃圾回收器）：只使用一個(gè)線程進(jìn)行垃圾回收。
– Parallel（并行垃圾回收器）：使用多個(gè)線程進(jìn)行垃圾回收。
– CMS（Concurrent Mark Sweep）：采用并發(fā)垃圾回收算法，可以不停止用戶線程進(jìn)行垃圾回收。
– G1（Garbage-First）：是一種全新的垃圾回收器，可以在不停止用戶線程的情況下，對(duì)整個(gè)堆進(jìn)行垃圾回收。
如果使用并行GC算法，那么可以在JVM參數(shù)中增加-XX:+UseParallelGC來指定。如果要使用CMS算法，可以在JVM參數(shù)中增加-XX:+UseConcMarkSweepGC來指定。如果要使用G1算法，可以在JVM參數(shù)中增加-XX:+UseG1GC來指定。
3. 調(diào)整年老代大小
默認(rèn)情況下，Java虛擬機(jī)會(huì)將年老代大小設(shè)置為整個(gè)堆空間的2/3。如果年老代空間太大，那么Full GC的時(shí)候需要遍歷的對(duì)象就會(huì)過多，導(dǎo)致占用更多的CPU資源。因此，適當(dāng)縮小年老代的大小，可以減少Full GC的次數(shù)和范圍，從而降低CPU占用率。
4. 分代垃圾回收
分代垃圾回收是一種優(yōu)化技術(shù)，可以將堆空間分為多個(gè)區(qū)域，分別使用不同的垃圾回收算法。例如，可以將年輕代使用串行GC算法，將年老代使用CMS算法，從而減少GC的次數(shù)和范圍，降低CPU占用率?？梢栽贘VM參數(shù)中增加-XX:+UseAdaptiveSizePolicy來開啟自適應(yīng)堆大小調(diào)整，在程序運(yùn)行過程中根據(jù)堆空間大小調(diào)整新生代和年老代的大小。
5. 監(jiān)控GC日志
對(duì)于GC占用CPU過高的問題，我們需要進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)優(yōu)?？梢栽贘VM參數(shù)中增加-XX:+PrintGC或者-XX:+PrintGCDetls，將GC的日志輸出到文件中進(jìn)行監(jiān)控和分析。可以使用工具分析GC日志，找出GC次數(shù)過多的原因，并根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。
三、
本文從原理到實(shí)踐，介紹了的方法。減少GC的次數(shù)和范圍，調(diào)整GC算法和堆空間大小，以及通過監(jiān)控GC日志進(jìn)行調(diào)優(yōu)，都是有效的方法。從實(shí)踐的角度來看，調(diào)整新生代大小和年老代大小是解決GC占用CPU過高問題的主要方法，而選擇合適的GC算法和分代垃圾回收可以更好地優(yōu)化GC性能。希望這篇文章對(duì)您有所幫助，祝您在使用Java虛擬機(jī)時(shí)順利運(yùn)行！
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cpu使用率高的原因及解決方法：
之一、殺毒軟件，常見的金山、瑞星殺毒軟件會(huì)對(duì)網(wǎng)頁、插件等進(jìn)行監(jiān)控，這樣就增大了系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，自然也就會(huì)造成cpu使用率高。
第二、驅(qū)動(dòng)不達(dá)標(biāo)，現(xiàn)在人們使用的驅(qū)動(dòng)有幾大一部分是屬于測試版的驅(qū)動(dòng)，這一類驅(qū)動(dòng)并不合格，它可以造成CPU100%的使用率，而且不容易發(fā)覺。
轎派 第三、病毒木馬，病毒在系統(tǒng)內(nèi)部復(fù)制，必然造成極高的cpu占有率;
第四虛中、網(wǎng)絡(luò)鏈接，這是最直接的客觀原因，主要是網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定。
第五、啟動(dòng)項(xiàng)太多，一般來說開機(jī)啟動(dòng)項(xiàng)過多，就會(huì)增加cpu的使用率，增加其荷載。
第六、桌面盡量少放文件，在桌面上放過多的文件，極大的占用cpu，造成使用率過高。
第七、軟件本身需要占有很高的CPU，比如一覽器;有時(shí)有的軟件和系統(tǒng)會(huì)有點(diǎn)不兼容。
第八、“svchost”進(jìn)程影響，svchost.exe是系統(tǒng)的一個(gè)核心進(jìn)程，svchost.exe有時(shí)非常閉譽(yù)賀令人頭痛，如果看到某個(gè)svchost.exe占用很大CPU，這時(shí)可以去下aports或者fport來檢察其對(duì)應(yīng)的程序路徑，看下是不是有程序調(diào)用svchost.exe。
第九、右擊文件100%扥使用率，這個(gè)也是非常常見，在官方解釋也很有意思。
第十、cpu溫度過高，證明cpu本身就是出于不正常運(yùn)行，自然也就會(huì)導(dǎo)致異常。
第十一、word文件過大，cpu對(duì)其拼寫和語法檢查過度。
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