如何將開發環境的 Spring Boot 應用程式記憶體降低 40% 以上

來源：waynblog

本文翻譯自：https://medium.com/@satanjim/how-we-reduced-the-memory-consumption-of-spring-boot-application-over-40-for-the-development-c8a5813fac23

在開發基礎的 Spring Boot 應用程式時，我們需要考慮可承受的記憶體消耗。隨著新增更多依賴項，記憶體消耗也會增加。對於整體應用程式，通常仍然可以承受記憶體消耗，但當我們開發多個微服務並在本地計算機上執行時，這可能成為一場噩夢，影響開發效率。

Spring Boot 和 JVM 都帶有一些預設配置，適用於大多數情況，甚至在某些生產環境中也能勝任。但是如果我們能調整一些配置來適應本地開發，就可以顯著減少記憶體消耗。請注意，我不是 JVM 和 Spring Boot 方面的專家，只是想在這篇文章中分享一些我自己的經驗。

誰消耗了記憶體

首先，讓我們瞭解一下，到底是誰在消耗記憶體呢？沒錯，是 JVM。但是它是如何做到的呢？

要深入瞭解這個問題，我們需要了解 JVM 的內部結構，但這超出了本文的範圍。簡單來說，JVM 的記憶體消耗可以分成堆（Heap）、元空間（Metaspace）、每個執行緒的堆疊（Thread Stack）以及其他。

為了減少記憶體消耗，我們需要向 JVM 顯式地傳遞一些引數。

首先，我們需要進行一些前置準備：

• 安裝 Docker 和 docker-compose
• 使用 Java 17 版本（但是 8 到最新版本之間的任何版本應該都可以，除了 Java 8 中的一些舊補丁）
• 使用 Spring Boot

接下來，我們可以配置一些引數。建立一個名為"dev.jvm.conf"的檔案，並輸入以下值（稍後我們會解釋這些值的含義）：

# dev.jvm.conf
# 覆蓋應用程式的屬性
SERVER_TOMCAT_ACCEPT_COUNT=3
SERVER_TOMCAT_MAX_CONNECTIONS=3
SERVER_TOMCAT_THREADS_MAX=3
SERVER_TOMCAT_THREADS_MIN_SPARE=1
SPRING_MAIN_LAZY_INITIALIZATION=true

# 設定JVM引數
JAVA_TOOL_OPTIONS=-XX:+UseSerialGC -Xss512k -XX:MaxRAM=200m

然後，我們使用 docker-compose 將這些環境變數傳遞到容器中：

# docker-compose.yml
services:
  service1:
    image: service1:dev
    env_file:
      - dev.jvm.conf

  service2:
    image: service2:dev
    env_file:
      - dev.jvm.conf

現在執行docker-compose up命令，您應該能看到一些差異。

接下來，讓我們詳細討論一下這些配置

在開始之前，請記住，降低某些值不會直接減少本地環境中的記憶體使用量，因為本地環境中通常不會有那麼多請求。我們新增閾值的目的是，即使在本地環境中，如果我們開始收到更多請求，也要限制其數量。這最終將有助於限制記憶體使用。

• SERVER_TOMCAT_ACCEPT_COUNT：該屬性設定了當所有可能的請求處理執行緒都在使用時，傳入連線請求的最大佇列長度。當伺服器負載較重且所有工作執行緒都繁忙時，傳入的請求將被放入佇列中。如果佇列已滿，額外的連線請求將被拒絕。預設值為 100。

• SERVER_TOMCAT_MAX_CONNECTIONS：該屬性定義了 Tomcat 伺服器同時能夠處理的最大連線數。預設值為 8192。

• SERVER_TOMCAT_THREADS_MAX：該屬性控制 Tomcat 伺服器將建立的請求處理執行緒的最大數量。預設值為 200。

• SERVER_TOMCAT_THREADS_MIN_SPARE：該屬性為嵌入式 Tomcat 伺服器設定了最小備用執行緒數。預設值為 10。

• SPRING_MAIN_LAZY_INITIALIZATION：將該屬性值設定為 true 意味著應用程式中的所有 bean 都將延遲初始化。這將有助於縮短啟動時間。

• JAVA_TOOL_OPTIONS：使用該屬性，我們可以向 JVM 傳遞一些額外的引數。讓我們來談談其中的每個引數意義。

• -XX:+UseSerialGC：這個引數會使 JVM 使用單執行緒進行內聯垃圾收集，而不是使用專用的 GC 執行緒。
• -Xss512k：這個引數將每個執行緒的堆疊大小限制為 512KB，而不是預設的 1MB。
• -XX:MaxRAM=200m：這個引數設定 JVM 最大可使用的 RAM 記憶體為 200MB。

這是一些簡單的調整，但它們可以在本地開發環境中顯著減少記憶體消耗。當然，根據您的具體情況，您可能需要進一步進行調整。這只是一個起點，您可以根據實際需求進行最佳化。