缓慢的应用程序，频繁的JVM挂起，单CPU设置和Java 12+；_Java_Freeze_Java 14

缓慢的应用程序，频繁的JVM挂起，单CPU设置和Java 12+；

java

缓慢的应用程序，频繁的JVM挂起，单CPU设置和Java 12+；,java,freeze,java-14,Java,Freeze,Java 14,我们有一个客户端应用程序（经过10多年的开发）。其JDK最近从OpenJDK11升级到OpenJDK14。在单CPU（禁用超线程）Windows 10设置（以及在只有一个可用CPU的VirtualBox机器中）上，与Java 11相比，应用程序的启动速度非常慢。此外，它大部分时间使用100%的CPU。我们还可以将处理器关联设置为仅一个CPU（c:\windows\system32\cmd.exe/c start/affinity 1…）来重现这个问题在我的VirtualBox机器中，启动应用程

我们有一个客户端应用程序（经过10多年的开发）。其JDK最近从OpenJDK11升级到OpenJDK14。在单CPU（禁用超线程）Windows 10设置（以及在只有一个可用CPU的VirtualBox机器中）上，与Java 11相比，应用程序的启动速度非常慢。此外，它大部分时间使用100%的CPU。我们还可以将处理器关联设置为仅一个CPU（

c:\windows\system32\cmd.exe/c start/affinity 1…

）来重现这个问题

在我的VirtualBox机器中，启动应用程序并以最少的手动交互执行查询时的一些度量：

OpenJDK 11.0.2:36秒
OpenJDK 13.0.2:~1.5分钟
OpenJDK 13.0.2与
```
-XX:-UseBiasedLocking
```
：46秒
OpenJDK 13.0.2，带有
```
-XX:-threadLocalHandshake
```
：40秒
OpenJDK 14:5-6分钟
OpenJDK 14与
```
-XX:-使用biasedlocking
```
：3-3,5分钟
OpenJDK 15 EA构建20:~4,5分钟

只更改了使用的JDK（以及提到的选项）。（

-XX:-ThreadLocalHandshakes

在Java 14中不可用。）

我们已经尝试记录JDK14对

-Xlog:all=debug:file=app.txt的操作：正常运行时间、tid、级别、标记：filecount=50

使用OpenJDK 11.0.2，每秒计算一次日志行似乎相当顺利：

$ cat jdk11-log/app* | grep "^\[" | cut -d. -f 1 | cut -d[ -f 2 | sort | uniq -c | sort -k 2 -n
  30710 0
  44012 1
  55461 2
  55974 3
  27182 4
  41292 5
  43796 6
  51889 7
  54170 8
  58850 9
  51422 10
  44378 11
  41405 12
  53589 13
  41696 14
  29526 15
   2350 16
  50228 17
  62623 18
  42684 19
  45045 20

另一方面，OpenJDK 14似乎有着有趣的安静时期：

$ cat jdk14-log/app* | grep "^\[" | cut -d. -f 1 | cut -d[ -f 2 | sort | uniq -c | sort -k 2 -n
   7726 0
   1715 5
  10744 6
   4341 11
  42792 12
  45979 13
  38783 14
  17253 21
  34747 22
   1025 28
   2079 33
   2398 39
   3016 44

那么，在1-4秒、7-10秒和14-20秒之间发生了什么

...
[0.350s][7248][debug][class,resolve        ] jdk.internal.ref.CleanerFactory$1 java.lang.Thread CleanerFactory.java:45
[0.350s][7248][debug][class,resolve        ] jdk.internal.ref.CleanerImpl java.lang.Thread CleanerImpl.java:117
[0.350s][7248][info ][biasedlocking        ] Aligned thread 0x000000001727e010 to 0x000000001727e800
[0.350s][7248][info ][os,thread            ] Thread started (tid: 2944, attributes: stacksize: default, flags: CREATE_SUSPENDED STACK_SIZE_PARAM_IS)
[0.350s][6884][info ][os,thread            ] Thread is alive (tid: 6884).
[0.350s][6884][debug][os,thread            ] Thread 6884 stack dimensions: 0x00000000175b0000-0x00000000176b0000 (1024k).
[0.350s][6884][debug][os,thread            ] Thread 6884 stack guard pages activated: 0x00000000175b0000-0x00000000175b4000.
[0.350s][7248][debug][thread,smr           ] tid=7248: Threads::add: new ThreadsList=0x0000000017254500
[0.350s][7248][debug][thread,smr           ] tid=7248: ThreadsSMRSupport::free_list: threads=0x0000000017253d50 is freed.
[0.350s][2944][info ][os,thread            ] Thread is alive (tid: 2944).
[0.350s][2944][debug][os,thread            ] Thread 2944 stack dimensions: 0x00000000177b0000-0x00000000178b0000 (1024k).
[0.350s][2944][debug][os,thread            ] Thread 2944 stack guard pages activated: 0x00000000177b0000-0x00000000177b4000.
[0.351s][2944][debug][class,resolve        ] java.lang.Thread java.lang.Runnable Thread.java:832
[0.351s][2944][debug][class,resolve        ] jdk.internal.ref.CleanerImpl jdk.internal.misc.InnocuousThread CleanerImpl.java:135
[0.351s][2944][debug][class,resolve        ] jdk.internal.ref.CleanerImpl jdk.internal.ref.PhantomCleanable CleanerImpl.java:138
[0.351s][2944][info ][biasedlocking,handshake] JavaThread 0x000000001727e800 handshaking JavaThread 0x000000000286d800 to revoke object 0x00000000c0087f78
[0.351s][2944][debug][vmthread               ] Adding VM operation: HandshakeOneThread
[0.351s][6708][debug][vmthread               ] Evaluating non-safepoint VM operation: HandshakeOneThread
[0.351s][6708][debug][vmoperation            ] begin VM_Operation (0x00000000178af250): HandshakeOneThread, mode: no safepoint, requested by thread 0x000000001727e800

# no log until 5.723s

[5.723s][7248][info ][biasedlocking          ]   Revoked bias of currently-unlocked object
[5.723s][7248][debug][handshake,task         ] Operation: RevokeOneBias for thread 0x000000000286d800, is_vm_thread: false, completed in 94800 ns
[5.723s][7248][debug][class,resolve          ] java.util.zip.ZipFile$CleanableResource java.lang.ref.Cleaner ZipFile.java:715
[5.723s][7248][debug][class,resolve          ] java.lang.ref.Cleaner jdk.internal.ref.CleanerImpl$PhantomCleanableRef Cleaner.java:220
[5.723s][7248][debug][class,resolve          ] java.util.zip.ZipFile$CleanableResource java.util.WeakHashMap ZipFile.java:716
...

第二次暂停稍晚一点：

...
[6.246s][7248][info ][class,load              ] java.awt.Graphics source: jrt:/java.desktop
[6.246s][7248][debug][class,load              ]  klass: 0x0000000100081a00 super: 0x0000000100001080 loader: [loader data: 0x0000000002882bd0 of 'bootstrap'] bytes: 5625 checksum: 0025818f
[6.246s][7248][debug][class,resolve           ] java.awt.Graphics java.lang.Object (super)
[6.246s][7248][info ][class,loader,constraints] updating constraint for name java/awt/Graphics, loader 'bootstrap', by setting class object
[6.246s][7248][debug][jit,compilation         ]   19       4       java.lang.Object::<init> (1 bytes)   made not entrant
[6.246s][7248][debug][vmthread                ] Adding VM operation: HandshakeAllThreads
[6.246s][6708][debug][vmthread                ] Evaluating non-safepoint VM operation: HandshakeAllThreads
[6.246s][6708][debug][vmoperation             ] begin VM_Operation (0x000000000203ddf8): HandshakeAllThreads, mode: no safepoint, requested by thread 0x000000000286d800
[6.246s][6708][debug][handshake,task          ] Operation: Deoptimize for thread 0x00000000026b0800, is_vm_thread: true, completed in 1400 ns
[6.246s][6708][debug][handshake,task          ] Operation: Deoptimize for thread 0x00000000026bb800, is_vm_thread: true, completed in 700 ns
[6.246s][6708][debug][handshake,task          ] Operation: Deoptimize for thread 0x00000000026ef800, is_vm_thread: true, completed in 100 ns
[6.246s][6708][debug][handshake,task          ] Operation: Deoptimize for thread 0x00000000026f0800, is_vm_thread: true, completed in 100 ns
[6.246s][6708][debug][handshake,task          ] Operation: Deoptimize for thread 0x00000000026f1800, is_vm_thread: true, completed in 100 ns
[6.246s][6708][debug][handshake,task          ] Operation: Deoptimize for thread 0x00000000026f4800, is_vm_thread: true, completed in 100 ns
[6.247s][6708][debug][handshake,task          ] Operation: Deoptimize for thread 0x0000000002768800, is_vm_thread: true, completed in 100 ns
[6.247s][6708][debug][handshake,task          ] Operation: Deoptimize for thread 0x000000000276e000, is_vm_thread: true, completed in 100 ns
[6.247s][6708][debug][handshake,task          ] Operation: Deoptimize for thread 0x0000000017268800, is_vm_thread: true, completed in 100 ns
[6.247s][6708][debug][handshake,task          ] Operation: Deoptimize for thread 0x000000001727e800, is_vm_thread: true, completed in 800 ns

# no log until 11.783s

[11.783s][6708][debug][handshake,task          ] Operation: Deoptimize for thread 0x000000000286d800, is_vm_thread: true, completed in 6300 ns
[11.783s][6708][info ][handshake               ] Handshake "Deoptimize", Targeted threads: 11, Executed by targeted threads: 0, Total completion time: 5536442500 ns
[11.783s][6708][debug][vmoperation             ] end VM_Operation (0x000000000203ddf8): HandshakeAllThreads, mode: no safepoint, requested by thread 0x000000000286d800
[11.783s][7248][debug][protectiondomain        ] Checking package access
[11.783s][7248][debug][protectiondomain        ] class loader: a 'jdk/internal/loader/ClassLoaders$AppClassLoader'{0x00000000c0058628} protection domain: a 'java/security/ProtectionDomain'{0x00000000c058b948} loading: 'java/awt/Graphics'
[11.783s][7248][debug][protectiondomain        ] granted
[11.783s][7248][debug][class,resolve           ] sun.launcher.LauncherHelper java.awt.Graphics LauncherHelper.java:816 (reflection)
[11.783s][7248][debug][class,resolve           ] jdk.internal.reflect.Reflection [Ljava.lang.reflect.Method; Reflection.java:300
[11.783s][7248][debug][class,preorder          ] java.lang.PublicMethods$MethodList source: C:\Users\example\AppData\Local\example\stable\jdk\lib\modules
...

以下两行似乎很有趣：

[11.783s][6708][info ][handshake               ] Handshake "Deoptimize", Targeted threads: 11, Executed by targeted threads: 0, Total completion time: 5536442500 ns
[21.455s][6708][info ][handshake               ] Handshake "Deoptimize", Targeted threads: 11, Executed by targeted threads: 0, Total completion time: 6876829000 ns

这些握手需要5.5秒和6.8秒，这正常吗

我在使用以下命令运行时（与我们的应用程序完全无关）也经历了相同的减速（以及类似的日志）：

Z:\swing>\jdk-14\bin\java -Xlog:all=debug:file=app.txt:uptime,tid,level,tags:filecount=50 \
    -jar update4j-1.4.5.jar --remote http://docs.update4j.org/demo/setup.xml

在单CPU Windows 10设置上，我应该寻找什么使我们的应用程序再次更快？我可以通过更改应用程序中的某些内容或添加JVM参数来解决这个问题吗

这是一个JDK错误，我应该报告它吗

更新2020-04-25:

据我所见，日志文件还包含GC日志。以下是第一批GC日志：

$ cat app.txt.00 | grep "\[gc"
[0.016s][7248][debug][gc,heap          ] Minimum heap 8388608  Initial heap 60817408  Maximum heap 1073741824
[0.017s][7248][info ][gc,heap,coops    ] Heap address: 0x00000000c0000000, size: 1024 MB, Compressed Oops mode: 32-bit
[0.018s][7248][info ][gc               ] Using Serial
[22.863s][6708][info ][gc,start                ] GC(0) Pause Young (Allocation Failure)
[22.863s][6708][debug][gc,heap                 ] GC(0) Heap before GC invocations=0 (full 0): def new generation   total 17856K, used 15936K [0x00000000c0000000, 0x00000000c1350000, 0x00000000d5550000)
...

不幸的是，它似乎不相关，因为它在第三次暂停后开始

更新2020-04-26:

使用OpenJDK 14，应用程序在我的（单CPU）VirtualBox机器（在i7-6600U CPU上运行）中使用100%的CPU。虚拟机有3.5 GB RAM。根据TaskManager，40%以上是空闲的，磁盘活动是0%（我想这意味着没有交换）。向虚拟机添加另一个CPU（并为物理机启用超线程）使应用程序再次足够快。我只是想知道，在JDK开发过程中，为了让JVM在多核/超线程CPU上运行得更快，在（罕见的）单CPU机器上损失性能是否是一种有意的权衡？

根据我的经验，JDK的性能问题主要与以下之一有关：

JIT编译
VM配置（堆大小）
GC算法
JVM/JDK中的更改破坏了已知良好运行的应用程序
（哦，我忘了提到类加载…）

如果只是使用OpenJDK11之后的默认JVM配置，那么可能应该将一些更重要的选项设置为固定值，如GC、堆大小等

也许一些图形分析工具可以帮助追踪您的问题。如Retrace、AppDynamics或FlightRecorder等。与日志文件所能提供的相比，这些文件提供了在给定时间内堆、GC周期、RAM、线程、CPU负载等的总体状态的更多概述

我是否正确理解您的应用程序在运行的第一秒钟内（在OpenJDK11下）将大约30710行写入日志？为什么它在第一秒内“只”在OpenJDK14下写大约7k行？对我来说，对于刚在不同JVM上启动的应用程序来说，这似乎是一个巨大的差异。。。例如，您确定没有大量异常堆栈跟踪转储到日志中吗

其他数字有时甚至更高，所以可能减速与异常日志记录有关？如果RAM变低，甚至交换

实际上我在想，如果一个应用程序没有在日志中写入任何内容，这是一个平稳运行的标志，没有问题（除非它在这段时间完全冻结）。从第12秒到第22秒（在这里的OpenJDK14案例中）发生的事情更让我担心。。。记录的管线穿过屋顶。。。为什么?

之后，记录下降到所有时间的最低点，大约1-2k行。。。原因是什么？？（好吧，也许是GC在第22秒踢进来，做了一个表格，解决了一些问题…？）

另一件事可能是你关于“单CPU”机器的陈述。这是否也意味着“单核”（Idk，也许你的软件是在传统硬件或其他东西上定制的）

“单CPU”虚拟机在这些机器上运行？但是我假设，我对这些假设是错误的，因为现在几乎所有的CPU都是多核的。。。但我可能会研究一个多线程问题（死锁）。

因为它“大部分时间”都使用100%的CPU，而且Java 14需要10倍的时间（！），这意味着Java 14浪费了90%的CPU

耗尽堆空间可以做到这一点，因为您在GC中花费了大量时间，但您似乎已经排除了这一点

我注意到，您正在调整偏置锁定选项，这会产生显著的差异。这告诉我，您的程序可能在多个线程中执行大量并发工作。您的程序可能存在Java 14中出现的并发错误，但Java 10中没有。这也可以解释为什么添加另一个CPU会使速度提高一倍以上

并发错误通常只在

$ cat app.txt.00 | grep "\[gc"
[0.016s][7248][debug][gc,heap          ] Minimum heap 8388608  Initial heap 60817408  Maximum heap 1073741824
[0.017s][7248][info ][gc,heap,coops    ] Heap address: 0x00000000c0000000, size: 1024 MB, Compressed Oops mode: 32-bit
[0.018s][7248][info ][gc               ] Using Serial
[22.863s][6708][info ][gc,start                ] GC(0) Pause Young (Allocation Failure)
[22.863s][6708][debug][gc,heap                 ] GC(0) Heap before GC invocations=0 (full 0): def new generation   total 17856K, used 15936K [0x00000000c0000000, 0x00000000c1350000, 0x00000000d5550000)
...

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello world");
    }
}

c:\windows\system32\cmd.exe /C start /affinity 1 \
    \jdk-14\bin\java \
    -Xlog:all=trace:file=app-1cpu.txt:uptime,tid,level,tags:filecount=50 \
    Main

c:\windows\system32\cmd.exe /C start /affinity FF \
    \jdk-14\bin\java \
    -Xlog:all=trace:file=app-full.txt:uptime,tid,level,tags:filecount=50 \
    Main

PS Z:\main> Measure-Command { .\main-1cpu.bat }

...    
TotalSeconds      : 7.0203455
...


PS Z:\main> Measure-Command { .\main-full.bat }

...
TotalSeconds      : 1.5751352
...


PS Z:\main> Measure-Command { .\main-full.bat }

...
TotalSeconds      : 1.5585384
...


PS Z:\main> Measure-Command { .\main-1cpu.bat }

...
TotalSeconds      : 23.6482685
...