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是否值得付费?Oracle,Open JDK等四大JVM性能全面对比

市面上可供选择的JVM发行版还是有不少的。选择合适的JVM需要考虑不同的因素。性能是其中一个重要的因素。靠谱的性能研究是很困难的。在本文中,我创建了一个测试,在不同的JVM上执行对比测试。

作者:Maarten Smeets来源:高可用架构|2019-01-22 10:47

市面上可供选择的JVM发行版还是有不少的。选择合适的JVM需要考虑不同的因素。性能是其中一个重要的因素。靠谱的性能研究是很困难的。在本文中,我创建了一个测试,在不同的JVM上执行对比测试。测试程序包括Spring Boot REST应用,使用Prometheus监控JVM并使用Grafana可视化。下图是示意图。除了soapui外,所有东西都在docker容器中运行。

隔离干扰因素

如何确定没有别的因素干扰你的设施。我们可以通过尝试隔离分配给流程的资源来实现。 例如,分配专用CPU和固定数量的内存。 我还进行了几项测试,这些测试将资源限制放在负载均衡器,监控软件和可视化软件上(为这些资源分配不同的CPU和内存)。 为进程分配特定资源(使用docker-compose v2 cpuset和内存参数)似乎不会对单个进程负载和响应时间的度量产生很大影响。 我还比较了启动,负载和无负载情况。 在这些不同情况下,测试结果没有很大变化。

为进程分配特定CPU和内存

使用docker-compose无法为进程配置特定CPU。 docker-compose v3不支持为进程分配特定的CPU,也不支持分配资源约束。 您可以想象在潜在的多主机环境中分配特定CPU并非易事。 因此,我将docker-compose文件迁移回v2,该版本允许分配特定的CPU。 可以用于监控软件,这些CPU和JVM使用的CPU隔离开。 我使用了taskset命令。

同环境测试

您如何确保所有测试都在完全相同的情况下进行? 当我针对JVM运行测试而明天再次运行相同的测试场景时,我的结果会有所不同。 这可能有各种原因,例如不同的CPU会占用工作负载,而且这些CPU也忙于处理其他事情,或者我在主机或客户操作系统中运行不同的后台进程。 即使首次测试单个JVM并在测试之后测试另一个JVM,结果也无法比较。 例如,我正在使用Prometheus收集数据。 在第二次运行期间,Prometheus数据库可能会存储更多数据。 这可能会导致添加新数据的速度变慢,这可能会影响第二个JVM性能指标。 这个例子虽然可能相当牵强,但您可以采取措施排除其他因素。 这是我选择同时执行所有测试的原因。

setup

我的环境包括一个docker-compose文件,它允许我轻松启动4个在不同JVM上运行Spring Boot应用程序。 在4个JDK的之前,我加了一个haproxy实例来进行负载均衡。 这是为了确保不同的测试之间没有时间相关的差异,保证所有JVM都同时处于相同的负载下。

为了监控结果,我使用了Micrometer保证Prometheus能够读取JVM性能指标。 我使用Grafana对数据可视化:https://grafana.com/dashboards/4701

由于GraalVM目前仅作为JDK 8版本提供,因此其他JVM也使用JDK 8。 当容器运行时,可以通过访问执行器url来检查JVM版本:localhost:8080/actuator/env

或者使用如下命令:

docker exec -it store/oracle/serverjre:8 java -version

使用的JVM版本如下:

  • GraalVM CE rc9 (8u192)
  • OpenJDK 8u191
  • Zulu 8u192
  • Oracle JDK 8u181

开始测试

可以在这里下载代码,然后运行命令:

sh ./buildjdkcontainers.sh

docker-compose -f docker-compose-jdks.yml up

你可以可以访问:

  • 8080端口的haproxy
  • 9090端口的Prometheus
  • 3000端口的Grafana

需要配置Grafana访问Prometheus的数据

接下来配置Grafana中的dashboard:

接下来,您可以对http://localhost:8080/hello(HTTP GET)执行负载测试,并在Grafana仪表板中查看结果。

操作系统差异

不同Docker镜像之间使用的OS不同。 操作系统可通过以下方式确定:

  • docker exec -it store/oracle/serverjre:8 cat /etc/*-release
  • azul/zulu-openjdk:8 used Ubuntu 18.04
  • oracle/graalvm-ce:1.0.0-rc9 used Oracle Linux Server 7.5
  • openjdk:8 used Debian GNU/Linux 9
  • store/oracle/serverjre:8 used Oracle Linux Server 7.5

我认为这不会对JVM运行产生太大的影响。OracleJDK和Graalvm使用相同的操作系统。

测试结果

使用JVM dashboard,可以轻松区分特定的差异区域,以便进一步研究它们。

cpu使用

GraalVM在测试期间总体CPU使用率最高。 Oracle JDK的CPU使用率最低。

响应时间

整体GraalVM的响应时间最短,OpenJDK最好,紧随Oracle JDK和Zulu。 平均而言,OpenJDK与GraalVM之间的差异约为30%。

垃圾回收

GraalVM加载了比其他JDK更多的类。 OpenJDK加载最少的类。 GraalVM和OpenJDK之间的差异大约是25%。 尚未确定这是否是GraalVM的固定开销,或者与所使用的类的数量成比例。

这些额外的类可能会导致垃圾收集期间的延迟(尽管这种相关性可能不一定是因果关系)。 GraalVM的的GC暂停时间确实最长。

下面是GC暂停时间总和的图表。 由于GraalVM中的分配失败导致了最长的GC暂停时间(顶部的一行)。

内存使用

JVM内存使用情况很有意思。 如上图所示,OpenJDK JVM使用的内存堆垛。 GraalVM和Zulu的垃圾收集行为似乎相似,但GraalVM具有更高的内存使用率。 Oracle JDK垃圾收集并不频繁。 在查看平均值时,OpenJDK JVM使用最大内存,而Zulu使用最少内存。 在较长时间内衡量时,Oracle JDK和OpenJDK的行为看起来不稳定,而Zulu和GraalVM看起来更稳定。

总结

在本次测试中,我使用SOAP UI对运行在4个不同JVM上的Spring Boot Rest程序进行了压力测试。我使用Prometheus轮询JVM实例(每5s轮训一次,用Micrometer生成数据),并使用Grafana和Prometheus来显示数据。结果表明GraalVM不适合作为OpenJDK的替代品,因为它的表现更差,使用了更多资源,加载更多类而且垃圾收集时间更长。

GraalVM加载的类更多

GraalVM 上的应用程序响应时间最慢

GraalVM的CPU使用率最高(响应时间最慢)

GraalVM的GC时间最长

Zulu OpenJDK使用的内存最少。与Oracle JDK和OpenJDK相比,Zulu OpenJDK和GraalVM的内存使用更稳定。

当然,由于GraalVM相对较新,Micrometer提供的指标可能无法正确显示实际吞吐量和资源使用情况。也可能是我的设置导致这种差异。我通过查看不同情况下的结果来排除第二个问题。

如果您想使用GraalVM的多语言功能,那么其他JVM无此功能。GraalVM也提供了本地编译选项(我在同一个JAR上执行了测试)。此功能可能会大大提高性能。

原文地址:https://technology.amis.nl/2018/11/23/comparing-jvm-performance-zulu-openjdk-openjdk-oracle-jdk-graalvm-ce/#prettyPhoto

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【责任编辑:武晓燕 TEL:(010)68476606】

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