Java程序性能优化，如何提高吞吐量

为了提高Java程序的吞吐量，可以从JVM参数调优和代码层面优化两个方面入手。以下是一些关键策略：

JVM参数调优

1. 选择合适的垃圾收集器：

   • 吞吐量优先：使用G1垃圾收集器(-XX:+UseG1GC)或Parallel GC (-XX:+UseParallelGC 和 -XX:+UseParallelOldGC)，它们旨在最大化应用程序的工作时间而减少垃圾回收停顿。可以配置-XX:MaxGCPauseMillis来设定目标暂停时间，以及启用-XX:+UseAdaptiveSizePolicy让JVM自动调整堆大小以达到目标暂停时间。

2. 调整堆内存分配：

   • 确保年轻代与老年代的比例适当，可以通过-XX:NewRatio设置。例如，较小的新代比例（如-XX:NewRatio=3）意味着较大的年轻代空间，有助于快速回收短生命周期的对象，从而提升吞吐量。

3. 优化线程栈大小：

   • 减小每个线程的栈大小(-Xss)可以允许更多的线程同时运行，但需确保不会导致栈溢出。根据应用实际情况调整，例如-Xss256k。

4. 启用并行类加载：

   • 使用-XX:+UseParallelGC时，默认开启并行类加载，这在应用启动阶段能显著提升效率。

代码层面优化

1. 减少对象创建：

   • 避免不必要的临时对象创建，重用对象，使用对象池技术对于频繁创建销毁的对象。

2. 利用缓存：

   • 对于重复计算的结果或者频繁访问的数据，使用本地缓存如Guava Cache或ConcurrentHashMap来减少计算和I/O操作。

3. 并发编程优化：

   • 使用并发工具如java.util.concurrent包下的工具类，合理运用线程池(ExecutorService)，避免直接使用Thread，减少上下文切换开销。

4. 代码层面的锁优化：

   • 尽可能使用非阻塞同步机制，如Atomic类、LongAdder等，减少锁竞争。对于必须同步的代码块，考虑细粒度锁或使用java.util.concurrent.locks中的高级锁。

5. 利用现代语言特性：

   • 利用Java 8及以后版本的Lambda表达式、Stream API等特性，它们通常由库内部优化，执行更高效。

结合SAE与Arthas进行诊断与优化

• 在阿里云Serverless应用引擎(SAE)上部署Java应用时，可以选择Dragonwell环境并开启微服务性能提升(Wisp2协程)，以进一步提升运行效率。
• 利用Arthas进行问题诊断，通过实时监控JVM状态、分析线程耗时、方法执行情况等，定位并解决性能瓶颈。特别是升级到持续剖析功能，可常态化发现并解决CPU、内存和IO瓶颈问题。

综上所述，通过细致的JVM调优、代码优化，并结合云平台提供的高级功能和服务，可以有效提升Java程序的吞吐量和整体性能。

参考角标： Java应用性能优化与高效部署指南 Arthas诊断