SpringBoot应用刚启动时服务报大量超时的问题及解决

1、背景

部门刚转Java时，每次项目更新线上的时候，都会报大量超时的问题。

虽然操作非常缓慢且小心，按照摘除负载、更新容器、等待一段时间、恢复负载的严格步骤来操作，Nginx那边依然会报许多的503超时告警。搞得之后每次更新线上都胆战心惊。

后来采用了在服务起来之后，自动调用所有的接口进行预热，暂时的解决了这个问题。服务更新启动后也不会再报超时的错误了。

最近在网上也看到了类似的情况，表现为应用在刚刚启动之后，前几次访问都会比较卡顿，RT都会比极高，在运行一段时间之后，就会顺畅很多了。

2、原因

看来是SpringBoot应用的通病，所以就网上搜集了一波资料，研究下具体的原因。

主要原因是JIT编译。

我们知道，想要把高级语言转变成计算机认识的机器语言有两种方式，分别是编译和解释，虽然Java转成机器语言的过程中有一个步骤是要编译成字节码，但是，这里的字节码并不能在机器上直接执行。

所以，JVM中内置了解释器(interpreter)，在运行时对字节码进行解释翻译成机器码，然后再执行。

解释器的执行方式是一边翻译，一边执行，因此执行效率很低。为了解决这样的低效问题，HotSpot引入了JIT技术（Just-In-Time）。

JIT 代表即时编译（Just In Time compilation），当代码执行的次数超过一定的阈值时，会将 Java 字节码转换为本地代码，如，主要的热点代码会被准换为本地代码，这样有利大幅度提高 Java 应用的性能。

有了JIT技术之后，JVM还是通过解释器进行解释执行。但是，当JVM发现某个方法或代码块运行时执行的特别频繁的时候，就会认为这是“热点代码”（Hot Spot Code)。然后JIT会把部分“热点代码”翻译成本地机器相关的机器码，并进行优化，然后再把翻译后的机器码缓存起来，以备下次使用。

这也是HotSpot虚拟机的名字的由来。

大家理解了JIT编译的原理之后，其实可以知道，JIT优化是在运行期进行的，并且也不是Java进程刚一启动就能优化的，是需要先执行一段时间的，因为他需要先知道哪些是热点代码。

所以，在IT优化开始之前，我们的所有请求，都是要经过解释执行的，这个过程就会相对慢一些。

而且，如果你们的应用的请求量比较大的的话，这种问题就会更加明显，在应用启动过程中，会有大量的请求过来，这就会导致解释器持续的在努力工作。

一旦解释器对CPU资源占用比较大的话，就会间接的导致CPU、LOAD等飙高，导致应用的性能进一步下降。

这也是为什么很多应用在发布过程中，会出现刚刚重启好的应用会发生大量的超时问题了。

而随着请求的不断增多，JIT优化就会被触发，这就是使得后续的热点请求的执行可能就不需要在通过解释执行了，直接运行JIT优化后缓存的机器码就行了。

3、解决

那么，怎么解决这样的问题呢？

主要有两种思路：

• 1、提升JIT优化的效率
• 2、降低瞬时请求量

在提升JIT优化效率的设计上，大家可以了解一下阿里研发的JDK——Dragonwell。

这个相比OpenJDK提供了一些专有特性，其中一项叫做JwarmUp的技术就是解决JIT优化效率的问题的。

这个技术主要是通过记录Java应用上一次运行时候的编译信息到文件中，在下次应用启动时，读取该文件，从而在流量进来之前，提前完成类的加载、初始化和方法编译，从而跳过解释阶段，直接执行编译好的机器码。

除了针对JDK做优化之外，还可以采用另外一种方式来解决这个问题，那就是做预热。

很多人都听说过缓存预热，其实思想是类似的。

就是说在应用刚刚启动的时候，通过调节负载均衡，不要很快的把大流量分发给他，而是先分给他一小部分流量，通过这部分流量来触发JIT优化，等优化好了之后，再把流量调大。

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。

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