OpenJdk初始启动时间非常缓慢。

Question

OpenJdk初始启动时间非常缓慢。

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我在服务器上运行openjdk 11.0.3。每次服务器重启后（每晚都会），用户在首次启动我的应用程序时必须等待35秒才能开始使用。（在main方法中第一次System.out.println输出之前。）（但随后的启动非常快）我尝试了以下选项来调试此问题：

-Xlog:class+load:file=classload.txt

以下是最重要的发现：

... 
[2.284s][info][class,load] jdk.internal.loader.URLClassPath$FileLoader source: jrt:/java.base
[5.032s][info][class,load] sun.security.rsa.RSASignature$SHA1withRSA source: jrt:/java.base
…
[5.051s][info][class,load] java.util.LinkedList$Node source: jrt:/java.base 
[8.121s][info][class,load] pos.LFChangeable source: file:/C:/Users/rho/AppData/Roaming/edapp/pos.jar
…
[8.135s][info][class,load] java.io.FileNotFoundException source: jrt:/java.base
[10.584s][info][class,load] sun.reflect.misc.ReflectUtil source: jrt:/java.base
…
[11.744s][info][class,load] java.security.NoSuchAlgorithmException source: jrt:/java.base
[34.853s][info][class,load] jdk.internal.logger.DefaultLoggerFinder source: jrt:/java.base

为什么在加载java.security.NoSuchAlgorithmException和jdk.internal.logger.DefaultLoggerFinder时会停顿23秒？而其他减速的时间呢？

编辑：根据评论，我来澄清一些事情。这是一个Windows远程桌面服务器。实际上，不止一个服务器，但问题在所有服务器上都存在。该应用程序是一个独立的应用程序。因此，每天早上都会出现问题，因为尝试启动应用程序的用户会在“没有反应”时多次尝试启动它。我现在已经尝试了多次重新启动其中一个服务器，以下是我的发现：

在重新启动后使用java11启动我的应用程序时，在第一个System.out.println之前需要平均40秒。然后，仅需要1-2秒钟，我的第一个JFrame就会显示出来。在重启后使用java8（sun）启动我的应用程序需要平均16秒，直到第一个System.out.println。但是，我会在我的第一个JFrame显示之前等待25秒钟。在先使用java8启动后再使用java11启动我的应用程序需要平均4-6秒钟。

- runholen

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如果后续启动很快，我就不会太担心Java应用程序在做什么。很可能你正在等待磁盘I/O。也许磁盘已经休眠并需要旋转起来，这可能需要10-15秒钟？然后对于随后的运行，文件被缓存。也许你可以通过在重新启动后主动启动应用程序来解决这个问题（https://www.cyberciti.biz/faq/linux-execute-cron-job-after-system-reboot）？ - ewramner

你正在使用哪个服务器？猜测一下：你是否在某个地方使用了SecureRandom？在服务器上，您可能缺少熵，这可能解释了为什么第一次启动如此缓慢。（对于Tomcat，请参见https://wiki.apache.org/tomcat/HowTo/FasterStartUp#Entropy_Source） - Joachim Rohde

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在应用程序启动期间获取一些堆栈跟踪（jstack、jcmd等）可能会提供一些见解。虚拟机可能在<100ms内启动，因此35s的启动时间表明其他事情正在发生。Joachim的建议是熵源可能是一个好猜测，而堆栈跟踪可能会揭示更多信息。 - Alan Bateman

2个回答

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我已经进行了全面测试，并准备发布我的结果，以及我制作的2个不同的“解决方案”。首先，让我简单介绍一下我的应用程序。它是一个Swing企业应用程序，始于13年前，并一直扩展至今。因此，该应用程序很大，完成了许多不同的任务（尽管大多数用户只使用其中的一部分），并且在其类路径中包括大约120个JAR文件，包括所有第三方JAR文件。如前所述，在服务器重新启动后，我的第一个登录JFrame显示需要35秒。

解决方案1：这是我的第一个解决方案，不是解决慢启动问题，而是解决用户不会启动多个应用程序实例的问题。我注意到，虽然我的应用程序在第一次启动时非常慢，但其他应用程序并非如此。因此，一个解决方法是制作一个小型的独立应用程序来显示闪屏，我在程序中像这样启动它：

splashProcess = Runtime.getRuntime().exec("javaw -jar splash.jar");

后来我只是用

结束了它。

splashProcess.destroy();

请注意，如果我使用新的JFrame（）创建闪屏屏幕，则需要通常的35秒才能显示。

解决方案2：在测试过程中，我发现我可以通过删除所有的jar文件并将它们复制回来来模拟重新启动。除了减少测试时间外，我还发现只使用4-5个jar文件来启动应用程序非常快（尽管稍后会导致ClassNotFoundExceptions），这也意味着我可以尝试找出哪个jar文件导致了挂起，方法是先复制所有jar文件，然后逐个省略一个或更多。然而，我发现不是一个jar文件有问题。每次我删除一些jar文件之前，启动应用程序所需的时间都会稳步减少一点。因此，似乎问题是当我在应用程序中第一次调用new JFrame()时，Java似乎要构建某种索引或类路径中所有类的某种东西，尽管此时它们未被使用。我不知道为什么会这样，但是这个过程需要在类路径上有120个jar文件时花费相当长的时间。这使我想到了解决方案2。现在，当我的应用程序启动时，我会检查是否存在参数“startSilent”。如果存在，则我的应用程序所做的唯一事情就是显示一个大小为0,0的新JDialog，然后调用System.exit(0)；然后，我编写了一个脚本，该脚本使用“startSilent”参数运行我的应用程序，并在用户登录时启动。现在，如果用户登录到服务器并等待至少35秒才启动我们的应用程序，启动就会非常快，因为应用程序已经启动并退出了一次，所以“类路径索引”或无论它是什么都已经建立。如果用户在较短的时间内启动应用程序，则启动时间将减少静默脚本已经运行的时间。（而且启动始终至少比以前快得多，因为脚本在桌面准备好之前就开始了）。

这是我研究的结果。希望其他人会发现它们有用。如果有人能解释为什么我所谓的“类路径索引”被创建成这样，那将不胜感激。请保留 HTML 标签。

- runholen

感谢您的跟进。在JDK-8>11之后，我也遇到了类似的症状，但不是很严重，所以忍受了几年。启动JFrame后，它会保持空白2-3秒钟才开始绘制。我们有一个后台线程使用JNI加载32个.DLL（数学求解器），并查询和卸载它们。在本地方法调用中看到了三个约800毫秒的延迟。完全可重复，但如果删除了DLL，则延迟会移动到另一个DLL上。感觉Java正在“停止世界”进行簿记或其他操作。更改GC（Parallel vs G1GC）或堆设置对其没有影响。使用JDK8，所有内容都在100ms内加载完成。 - Luke Usherwood

简单的解决方法是将此线程推迟到用户不太可能注意到的时间点，但了解根本原因仍然很重要。 - Luke Usherwood

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可以查看英文原文，
原文链接

- Holger · Accepted Answer

你的应用程序可能缺少“类数据共享（CDS）归档文件”。这样的归档文件允许更快地加载标准类，并且默认情况下已由某些旧版本的安装程序生成，但是OpenJDK 11没有安装程序。 JEP 341解决了这个问题：

目前，JDK镜像包括在构建时生成的默认类列表，位于lib目录中。即使只使用JDK提供的默认类列表，想要利用CDS的用户也必须作为额外步骤运行java -Xshare:dump。尽管该选项已有说明文档，但许多用户并不知道它。

因此，尽管这个JEP是关于JDK 12自动执行必要步骤的，但它也提到了JDK 11的修复方法：只需在命令行上运行一次java -Xshare:dump来生成归档文件。

请注意，您可以通过将应用程序类包含在CDS中进一步提高启动时间。请参阅JDK 11文档中的 Class Data Sharing部分。