JVM 調(diào)優(yōu)參數(shù)詳解(轉(zhuǎn))

GC有兩種類型：Scavenge GC 和Full GC

1、Scavenge GC

? ?一般情況下，當新對象生成，并且在Eden申請空間失敗時，就會觸發(fā)Scavenge GC，堆的Eden區(qū)域進行GC，清除非存活對象，并且把尚且存活的對象移動到Survivor的兩個區(qū)中。

2、Full GC

? ?對整個堆進行整理，包括Young、Tenured和Perm。Full GC 比Scavenge GC要慢，因此應該盡可能減少Full GC，有如下原因可能導致Full GC

? ?a、Tenured被寫滿；

? ?b、Perm域被寫滿

? ?c、System.gc()被顯示調(diào)用

? ?d、上一次GC之后Heap的各域分配策略動態(tài)變化；

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-Xmx512m -Xms512m -Xmn192m -Xss128k

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JVM中最大堆大小受三方面限制，相關(guān)操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型（32位還是64位）限制；系統(tǒng)的可用虛擬內(nèi)存限制；系統(tǒng)的可用物理內(nèi)存限制

-Xmx512m：

? ?設(shè)置JVM實例堆最大可用內(nèi)存為512M。

-Xms512m：

? ?設(shè)置JVM促使內(nèi)存為512m。此值可以設(shè)置與-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配內(nèi)存。

-Xmn192m

? ?設(shè)置年輕代大小為192m。整個JVM內(nèi)存大小=年輕代大小 + 年老代大小 + 持久代大小。持久代一般固定大小為64m，所以增大年輕代后，將會減小年老代大小。此值對系統(tǒng)性能影響較大，Sun官方推薦配置為整個堆的3/8。

-Xss128k

? ?設(shè)置每個線程的堆棧大小。JDK5.0以后每個線程堆棧大小為1M，以前每個線程堆棧大小為256K。更具應用的線程所需內(nèi)存大小進行調(diào)整。在相同物理內(nèi)存下，減小這個值能生成更多的線程。但是操作系統(tǒng)對一個進程內(nèi)的線程數(shù)還是有限制的，不能無限生成，經(jīng)驗值在3000~5000左右。

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注意下面問題： ? ? ?

（1）增加Heap的大小雖然會降低GC的頻率，但也增加了每次GC的時間。并且GC運行時，所有的用戶線程將暫停，也 就是GC期間，Java應用程序不做任何工作。

（2）Heap大小并不決定進程的內(nèi)存使用量。進程的內(nèi)存使用量要大于-Xmx定義的值，因為Java為其他任務(wù)分配內(nèi)存，例如每個線程的Stack等。 ??

（3）Server端JVM最好將-Xms和-Xmx設(shè)為相同值。為了優(yōu)化GC，最好讓-Xmn值約等于-Xmx的1/3（也有指出為3/8）。

（4）一個應用程序最好是每10到20秒間運行一次GC，每次在半秒之內(nèi)完成。

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java ?-XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=4 -XX:MaxPermSize=16m -XX:MaxTenuringThreshold=0

-XX:NewRatio=4

? ?設(shè)置年輕代（包括Eden和兩個Survivor區(qū)）與年老代的比值（除去持久代）。設(shè)置為4，則年輕代與年老代所占比值為1：4，年輕代占整個堆棧的1/5

-XX:SurvivorRatio=4

? ?設(shè)置年輕代中Eden區(qū)與Survivor區(qū)的大小比值。設(shè)置為4，則兩個Survivor區(qū)與一個Eden區(qū)的比值為2:4，一個Survivor區(qū)占整個年輕代的1/6

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-XX:PermSize=128M?

? ?設(shè)置持久代大小為128M

-XX:MaxPermSize=16m

? ?設(shè)置持久代最大為16m。

? ? ?MaxPermSize過小會導致：java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space ?

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-XX:MaxTenuringThreshold=0

? ? 設(shè)置垃圾最大年齡。如果設(shè)置為0的話，則年輕代對象不經(jīng)過Survivor區(qū)，直接進入年老代。對于年老代比較多的應用，可以提高效率。如果將此值設(shè)置為一個較大值，則年輕代對象會在Survivor區(qū)進行多次復制，這樣可以增加對象再年輕代的存活時間，增加在年輕代即被回收的概論。

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JVM給了三種選擇：

? ?串行收集器

? ? ? 使用單線程處理所有垃圾回收工作，因為無需多線程交互，所以效率比較高，但是也無法使用多處理器的優(yōu)勢，所以此收集器使用單處理器機器。當然此收集器也可以用在小數(shù)據(jù)量(100M)情況下的多處理器機器上，可以使用-XX:+UseSericalGC打開

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? ? ? 適用情況：數(shù)據(jù)量比較?。?00M左右）;單處理器下并對相應時間無要求的應用

? ? ? 缺點：只能用于小型應用

? ?并行收集器

? ? ? ?對年輕代進行并行垃圾回收，因此可以減少垃圾回收時間，一般在多線程處理機器上使用。在Java SE6.0中進行了增強，可以在年老代進行并行收集，如果年老代不使用并發(fā)收集的話，使用單線程進行垃圾回收，因此會制約擴展能力，使用-XX:+UserParallelOldGC打開

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? ? ? ?-XX:ParallelGCThreads=N，設(shè)置并行垃圾回收的線程數(shù)，此值可以設(shè)置與機器處理機數(shù)量一致；

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? ? ? ?使用情況：“對吞吐量有高要求”，多CPU，對應用時間無要求的中、大型應用。如后臺處理、科學計算

? ? ? ?缺點：應用相應時間可能較長；

? ?并發(fā)收集器

? ? ? ?可以保證大部分工作都并發(fā)進行（應用不停止），垃圾回收只暫停很少時間，此收集器適合對相應時間要求比較較高的中、大規(guī)模應用。

? ? ? ?使用-XX:+UseGoncMarkSweepGC打開

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? ? ? ?適用情況：“對響應時間有高要求”，多CPU，對應用響應時間有較高要求的中、大型應用。如：Web服務(wù)器/應用服務(wù)器、電信交換、集成開發(fā)環(huán)境

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但是串行收集器只適用于小數(shù)據(jù)量的情況，所以這里的選擇主要針對并行收集器和并發(fā)收集器。

? ?默認情況下，JDK5.0以前都是使用串行收集器，如果想使用其他收集器需要在啟動時加入相應參數(shù)。JDK5.0以后，JVM會根據(jù)當前系統(tǒng)配置進行判斷。

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吞吐量優(yōu)先的并行收集器

? ?如上文所述，并行收集器主要以到達一定的吞吐量為目標，適用于科學技術(shù)和后臺處理等。

典型配置：

java -Xmx3800m -Xms3800m -Xmn192m -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20

-XX:+UseParallelGC

? ?選擇垃圾收集器為并行收集器。此配置僅對年輕代有效。即上述配置下，年輕代使用并發(fā)收集，而年老代仍舊使用串行收集。

-XX:ParallelGCThreads=20

? ?配置并行收集器的線程數(shù)，即：同時多少個線程一起進行垃圾回收。此值最好配置與處理器數(shù)目相等。

java -Xmx512m -Xms512m -Xmn192m -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseParallelOldGC

-XX:+UseParallelOldGC

? ? 配置年老代垃圾收集方式為并行收集。JDK6.0支持對年老代并行收集。

java -Xmx512m -Xms512m -Xmn192m -Xss128k -XX:+UseParallelGC ?-XX:MaxGCPauseMillis=100

-XX:MaxGCPauseMillis=100

? ? 設(shè)置每次年輕代垃圾回收的最長時間，如果無法滿足此時間，JVM會自動調(diào)整年輕代大小，以滿足此值。

? ? 如果指定了此值的話，堆大小和垃圾回收相關(guān)參數(shù)會進行調(diào)整以達到指定值，設(shè)定辭職可能會減少應用的吞吐量。

java -Xmx512m -Xms512m -Xmn192m -Xss128k -XX:+UseParallelGC ?-XX:MaxGCPauseMillis=100 -XX:+UseAdaptiveSizePolicy

-XX:+UseAdaptiveSizePolicy

? ?設(shè)置此選項后，并行收集器會自動選擇年輕代區(qū)大小和相應的Survivor區(qū)比例，以達到目標系統(tǒng)規(guī)定的最低相應時間或者收集頻率等，此值建議使用并行收集器時，一直打開。

-XX:GCTimeRatio=n:設(shè)置垃圾回收時間占程序運行時間的百分比。公式為1/(1+n)

? 吞吐量，吞吐量為垃圾回收時間與非垃圾回收時間的比值。-XX:GCTimeRatio=19時，表示5%的時間用于垃圾回收，默認情況99，即1%的時間用于垃圾回收

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響應時間優(yōu)先的并行收集器

如上文所述，并發(fā)收集器主要是保證系統(tǒng)的響應時間，減少垃圾收集時的停頓時間。適用于應用服務(wù)器、電信領(lǐng)域等。

典型配置：

java -Xmx512m -Xms512m -Xmn192m -Xss128k -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC

-XX:+UseConcMarkSweepGC

? ? 設(shè)置年老代為并發(fā)收集。測試中配置這個以后，-XX:NewRatio=4的配置失效了，原因不明。所以，此時年輕代大小最好用-Xmn設(shè)置。

-XX:+UseParNewGC

? ? 設(shè)置年輕代為并行收集?？膳cCMS收集同時使用。JDK5.0以上，JVM會根據(jù)系統(tǒng)配置自行設(shè)置，所以無需再設(shè)置此值。

java -Xmx512m -Xms512m -Xmn192m -Xss128k -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction

? ?由于并發(fā)收集器不對內(nèi)存空間進行壓縮、整理，所以運行一段時間以后會產(chǎn)生“碎片”，使得運行效率降低。此值設(shè)置運行多少次GC以后對內(nèi)存空間進行壓縮、整理。

-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection

? ? 打開對年老代的壓縮?？赡軙绊懶阅?，但是可以消除碎片 ??

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輔助信息

JVM提供了大量命令行參數(shù)，打印信息，供調(diào)試使用。主要有以下一些：

-XX:+PrintGC

輸出形式：[GC 118250K->113543K(130112K), 0.0094143 secs]

? ? ? ? ? ? ? ? [Full GC 121376K->10414K(130112K), 0.0650971 secs]

-XX:+PrintGCDetails

輸出形式：[GC [DefNew: 8614K->781K(9088K), 0.0123035 secs] 118250K->113543K(130112K), 0.0124633 secs]

? ? ? ? ? ? ? ? [GC [DefNew: 8614K->8614K(9088K), 0.0000665 secs][Tenured: 112761K->10414K(121024K), 0.0433488 secs] 121376K->10414K(130112K), 0.0436268 secs]

-XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGC：PrintGCTimeStamps可與上面兩個混合使用

輸出形式：11.851: [GC 98328K->93620K(130112K), 0.0082960 secs]

-XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime:打印每次垃圾回收前，程序未中斷的執(zhí)行時間?？膳c上面混合使用

輸出形式：Application time: 0.5291524 seconds

-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime：打印垃圾回收期間程序暫停的時間?？膳c上面混合使用

輸出形式：Total time for which application threads were stopped: 0.0468229 seconds

-XX:PrintHeapAtGC:打印GC前后的詳細堆棧信息 ? ?

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常見配置匯總

堆設(shè)置

-Xms:初始堆大小

-Xmx:最大堆大小

-XX:NewSize=n:設(shè)置年輕代大小

-XX:NewRatio=n:設(shè)置年輕代和年老代的比值。如:為3，表示年輕代與年老代比值為1：3，年輕代占整個年輕代年老代和的1/4

-XX:SurvivorRatio=n:年輕代中Eden區(qū)與兩個Survivor區(qū)的比值。注意Survivor區(qū)有兩個。如：3，表示Eden：Survivor=3：2，一個Survivor區(qū)占整個年輕代的1/5

-XX:MaxPermSize=n:設(shè)置持久代大小

收集器設(shè)置

-XX:+UseSerialGC:設(shè)置串行收集器

-XX:+UseParallelGC:設(shè)置并行收集器

-XX:+UseParalledlOldGC:設(shè)置并行年老代收集器

-XX:+UseConcMarkSweepGC:設(shè)置并發(fā)收集器

垃圾回收統(tǒng)計信息

-XX:+PrintGC

-XX:+PrintGCDetails

-XX:+PrintGCTimeStamps

-Xloggc:filename

并行收集器設(shè)置

-XX:ParallelGCThreads=n:設(shè)置并行收集器收集時使用的CPU數(shù)。并行收集線程數(shù)。

-XX:MaxGCPauseMillis=n:設(shè)置并行收集最大暫停時間

-XX:GCTimeRatio=n:設(shè)置垃圾回收時間占程序運行時間的百分比。公式為1/(1+n)

并發(fā)收集器設(shè)置

-XX:+CMSIncrementalMode:設(shè)置為增量模式。適用于單CPU情況。

-XX:ParallelGCThreads=n:設(shè)置并發(fā)收集器年輕代收集方式為并行收集時，使用的CPU數(shù)。并行收集線程數(shù)。

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JVM調(diào)優(yōu)工具Jconsole，jProfile，VisualVM

? ? Jconsole :JDK自帶，功能簡單，但是可以在系統(tǒng)有一定負荷的情況下使用。對垃圾回收算法有很詳細的跟蹤。

? ? JProfiler：商業(yè)軟件，需要付費。功能強大。

? ? VisualVM：JDK自帶，功能強大，與JProfiler類似。推薦

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內(nèi)存泄漏檢查

? ?內(nèi)存泄漏是比較常見的問題，而且解決方法也比較通用，這里可以重點說一下，而線程、熱點方面的問題則是具體問題具體分析了。內(nèi)存泄漏一般可以理解為系統(tǒng)資源（各方面的資源，堆、棧、線程等）在錯誤使用的情況下，導致使用完畢的資源無法回收（或沒有回收），從而導致新的資源分配請求無法完成，引起系統(tǒng)錯誤。內(nèi)存泄漏對系統(tǒng)危害比較大，因為他可以直接導致系統(tǒng)的崩潰。需要區(qū)別一下，內(nèi)存泄漏和系統(tǒng)超負荷兩者是有區(qū)別的，雖然可能導致的最終結(jié)果是一樣的。內(nèi)存泄漏是用完的資源沒有回收引起錯誤，而系統(tǒng)超負荷則是系統(tǒng)確實沒有那么多資源可以分配了（其他的資源都在使用）。

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調(diào)優(yōu)總結(jié)

年輕代大小選擇

響應時間優(yōu)先的應用：

? ? ?盡可能設(shè)大，直到接近系統(tǒng)的最低響應時間限制（根據(jù)實際情況選擇）。在此種情況下，年輕代收集發(fā)生的頻率也是最小的。同時，減少到達年老代的對象。

吞吐量優(yōu)先的應用：

? ? ?盡可能的設(shè)置大，可能到達Gbit的程度。因為對響應時間沒有要求，垃圾收集可以并行進行，一般適合8CPU以上的應用。

年老代大小選擇

響應時間優(yōu)先的應用：

? ?年老代使用并發(fā)收集器，所以其大小需要小心設(shè)置，一般要考慮并發(fā)會話率和會話持續(xù)時間等一些參數(shù)。如果堆設(shè)置小了，可以會造成內(nèi)存碎片、高回收頻率以及應用暫停而使用傳統(tǒng)的標記清除方式；如果堆大了，則需要較長的收集時間。最優(yōu)化的方案，一般需要參考以下數(shù)據(jù)獲得：

并發(fā)垃圾收集信息

持久代并發(fā)收集次數(shù)

傳統(tǒng)GC信息

花在年輕代和年老代回收上的時間比例

減少年輕代和年老代花費的時間，一般會提高應用的效率

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吞吐量優(yōu)先的應用

? ?一般吞吐量優(yōu)先的應用都有一個很大的年輕代和一個較小的年老代。原因是，這樣可以盡可能回收掉大部分短期對象，減少中期的對象，而年老代盡存放長期存活對象。

較小堆引起的碎片問題

因為年老代的并發(fā)收集器使用標記、清除算法，所以不會對堆進行壓縮。當收集器回收時，他會把相鄰的空間進行合并，這樣可以分配給較大的對象。但是，當堆空間較小時，運行一段時間以后，就會出現(xiàn)“碎片”，如果并發(fā)收集器找不到足夠的空間，那么并發(fā)收集器將會停止，然后使用傳統(tǒng)的標記、清除方式進行回收。如果出現(xiàn)“碎片”，可能需要進行如下配置：

-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：使用并發(fā)收集器時，開啟對年老代的壓縮。

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0：上面配置開啟的情況下，這里設(shè)置多少次Full GC后，對年老代進行壓縮