重塑云上的 Java 语言( 六 )_作者|郁磊责编|Elle音乐无国界

FDO 双十一正零点相对后面几分钟会有一个明显的 CPU 峰值，根据数据分析，主要原因是双十一零点触发了 JIT 编译。举个例子，程序里有逻辑: if (is1111(LocalDate.now())) { branch1 else { branch2 假设预热时一直在走 branch2 ，那么 JIT 有理由相信后续基本也都会走 branch2 ，而不会对 branch1编译。在零点时，我们进入 branch1 ，此时就需要触发退优化重新编译方法。我们来看 AJDK 如何通过 profiling 解决这个问题。退优化原理及其危害 JDK 运行代码的时候，采用分层编译的方式对 Java 方法进行动态编译。在最高等级(峰值性能最好)的编译中，出于性能的考虑，编译的时候会根据收集的信息做一些比较乐观的假设，一旦这些假设条件不满足了，就会出现退优化的现象。比如某个热点方法中某段代码仅会在双十一中执行，那么在预热过程中这段代码不会被编译，双十一到来时这段代码一旦被执行，就会触发整个方法的退优化。发生退优化有两个方面的负面影响，一是需要运行的方法由高效率的编译执行变成了解释执行，运行速度降低百倍以上；二是流量高峰期退优化的方法会很快被重新编译，编译线程会消耗 CPU 。因此在双十一这种流量短时间剧增且与预热流量不太一样的场景下，退优化的危害会特别明显。通过 FDO 减少退优化 FDO 是 feedback directed optimization 的缩写，即参考以往 JVM 运行时的编译信息，指导本次运行时进行更好的编译。具体的，我们采用了两个层面的方法来减少退优化。将每次运行时的退优化信息记录到文件中，下次运行时读取这个文件，在决定是否做乐观假设的时候参考文件中的信息做判断，从而减少退优化的概率。信息显示出现最多的退优化与 if-else 相关，占总数量的一半以上。我们提供了一个方法根据以往出现 if-else 退优化的信息，关闭某个路径上所有相关的乐观假设。双十一中 FDO 的效果 FDO 今年双十一上线，目标解决两个问题： 1、双十一 0 点流量高峰和退优化/编译高峰叠加造成的 CPU 使用率脉冲过高。 2、预热效率低，压测经过前长时间预热后，增大流量时仍然伴随着大量的编译及退优化。针对第一个问题，我们收集了双十一高峰第一分钟的退优化／C2 编译次数以及 CPU 数据。可见开启 FDO 后高峰期 C2 编译数目减少约 45% ，退优化数目减少约 70% 。 CPU 数据上，高峰期第一分钟内开启 FDO 后 CPU 由约 67.5 降低到 63.1 ，降低约 7.0% 。第二个目标可以通过压测第一分钟的 CPU 数据验证。开启 FDO ，压测第一分钟 CPU 使用率由 66.19 降低到 60.33% ，降低约 10% 。 Grace ZProfiler 一直是全集团排查 Java 应用各类问题的利器，而 Grace 作为其平台化的版本，对其实施了一系列的优化，从原来的单机版本到现在的 Master/Worker 架构，同时引入了任务排队机制，在高压力情况下对用户的任务进行排队从而解决 Worker 不堪重负的问题。在可维护性、拓展性、以及用户体验上得到了质的提升，为后续工具平台的上云、开源事项打下了夯实的基础。目前已经集成了 Heap Dump 功能，在继承 ZProfiler 功能的基础上做了一定的优化，提升了解析引擎的版本，支持更全面的 OQL 语法等等。 JDK11 JDK8 作为一个经典版本，正被大规模使用，虽然从 JDK6 和 7 迁移上来有一定的阵痛，但是升级后普遍的反馈是：“真香” 。 OpenJDK 8的下一个稳定版本是 OpenJDK 11 。 JVM 团队自然会在这个方向上积极跟进，目前 AJDK11 支持了 AJDK8 的 Wisp2 、多租户特性。本次双十一的部分集群已经上线到 JDK11 ，表现稳定。升级 JDK11 是否会和升级 JDK8 一样给我们带来同样的的惊喜呢？在 JDK11 上我们可以体验到最新的 ZGC 。 ZGC JDK11 引入了一个重要特性：ZGC 内存垃圾回收器。这个垃圾回收器号称能够在几十 GB 至若干 TB 的堆上把暂停时间保持在 10ms 以内。许多 Java 开发者苦于过去的垃圾回收器的暂停时间带来延迟， ZGC 短暂停的特性未来无疑会成为 Java 开发者的新宠。目前 ZGC 在 OpenJDK 中仍然处于实验特性，而且 JDK11 尚未在产业界完全普及， JDK11 只支持 Linux 上的 ZGC（ MacOS 和 Windows 的 ZGC 预计在 2020 年 3 月发布的 JDK14 版本才会支持），许多 Java 开发者仍然只能垂涎欲滴，处于观望状态。向来敢于吃螃蟹的我们岂能望而却步？阿里 JVM 团队和数据库团队已经开始让数据库应用运行在 ZGC 上，并根据运行的效果对 ZGC 进行了相应的改进工作，包括 ZGC 的页缓存机制优化、ZGC的触发时机优化等等。从 9 月开始，两个团队推动线上数据库应用在 ZGC 上运行，目前已经稳定运行两个月，并顺利通过双十一大考。线上反馈的效果可喜可贺： 1、 JVM 暂停时间保持在官方的 10ms 以内； 2、 ZGC 大大改善了线上运行集群的平均 RT 与毛刺指标。小结从上述的功能特性可以看到 AJDK 已经从一个传统的 Managed Runtime 脱胎换骨。今后 AJDK 将继续致力于提高云上的应用的开发体验，通过底层的创新为上层应用提供更多的可能。声明：本文为作者投稿，版权归作者个人所有。