1 JVM常見參數(shù)

JVM涉及的空間：

• 堆：包括年輕代與老年代+字符串常量池，年輕代由一個Eden與兩個Survivor區(qū)。
• 方法區(qū)：持久代與元空間都是方法區(qū)的實現(xiàn)，JDK1.8改為元空間。 

JVM參數(shù)：

• -Xms：初始堆內(nèi)存大小，設(shè)定程序啟動時占用內(nèi)存大小，默認(rèn)物理內(nèi)存1/64   -Xms = -XX:InitialHeapSiz
• -Xmx：最大堆內(nèi)存，設(shè)定程序運行期間最大可占用的內(nèi)存大小。如果程序運行需要占用更多的內(nèi)存，超出了這個設(shè)置值，就會拋出OutOfMemory異常，默認(rèn)物理內(nèi)存1/4，-Xmx = -XX:MaxHeapSize。 
• -Xss：設(shè)置單個線程棧大小，一般默認(rèn)512~1024kb。單個線程棧大小跟操作系統(tǒng)和JDK版本都有關(guān)系，-Xss = -XX:ThreadStackSize
• -Xmn：設(shè)置年輕代大小。整個堆大小=年輕代大小 + 年老代大小 + 常量池。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
• -XX:MetaspaceSize ：元空間大小，元空間本質(zhì)跟永久代類似，都是對JVM規(guī)范中方法區(qū)的實現(xiàn)。不過元空間與永久代最大的區(qū)別在于：元空間并不在虛擬機中，而是使用本地內(nèi)存，由操作系統(tǒng)支配。因此，元空間大小僅受本地內(nèi)存限制。
• -XX:+PrintGCDetails ：打印GC詳細(xì)日志信息
• -XX:SurvivorRatio：幸存者比例設(shè)置，設(shè)置年輕代中Eden區(qū)與Survivor區(qū)的大小比值。設(shè)置為8，則兩個Survivor區(qū)與一個Eden區(qū)的比值為2:8，一個Survivor區(qū)占整個年輕代的1/10
• -XX:NewRatio：新生代比例設(shè)置（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1，則年輕代與年老代所占比值為1：1，年輕代占整個堆棧的1/2。
• -XX:MaxTenuringThreshold：進(jìn)入老年代閾值設(shè)置
• -XX:PermSize=128m：持久代內(nèi)存初始值分配128M；      
• -XX:MaxPermSize=512m：設(shè)置持久代最大為512m

2 -Xms/-Xmx/-Xmn/-Xss詳解

Xms 是指設(shè)定程序啟動時占用內(nèi)存大小。一般來講，設(shè)置大點，程序會啟動的快一點，但是也可能會導(dǎo)致機器暫時間變慢。

Xmx 是指設(shè)定程序運行期間最大可占用的內(nèi)存大小。如果程序運行需要占用更多的內(nèi)存，超出了這個設(shè)置值，就會拋出OutOfMemory異常。

Xss 是指設(shè)定每個線程的堆棧大小。這個就要依據(jù)業(yè)務(wù)程序，看一個線程大約需要占用多少內(nèi)存，可能會有多少線程同時運行等。

以上三個參數(shù)的設(shè)置都是默認(rèn)以Byte為單位的，也可以在數(shù)字后面添加[k/K]或者[m/M]來表示KB或者M(jìn)B。而且，超過機器本身的內(nèi)存大小也是不可以的，否則就等著機器變慢而不是程序變慢了。

• -Xms為jvm啟動時分配的內(nèi)存，比如-Xms200m，表示分配200M
• -Xmx為jvm運行過程中分配的最大內(nèi)存，比如-Xms500m，表示jvm進(jìn)程最多只能夠占用500M內(nèi)存
• -Xss為jvm啟動的每個線程分配的內(nèi)存大小，默認(rèn)JDK1.4中是256K，JDK1.5+中是1M

內(nèi)存與線程數(shù)的關(guān)系：

上面的表格只是大致的估計了下在特定內(nèi)存條件下可以在java中創(chuàng)建的最大線程數(shù)。隨著-Xmx的加大，空閑的內(nèi)存數(shù)就更少，那么可以創(chuàng)建的線程也就更少，同時在JDK1.4和1.5版本不同下，可創(chuàng)建的線程數(shù)也會根據(jù)每個線程的內(nèi)存大小不同而不同。

接下來聊下java.lang.Runtime類中的 freeMemory(), totalMemory(), maxMemory()幾個方法：

maxMemory()這個方法返回的是java虛擬機（這個進(jìn)程）能構(gòu)從操作系統(tǒng)那里挖到的最大的內(nèi)存，以字節(jié)為單位，如果在運行java程序的時候，沒有添加-Xmx參數(shù)，那么就是64兆，也就是說maxMemory()返回的大約是64*1024*1024字節(jié)，這是java虛擬機默認(rèn)情況下能從操作系統(tǒng)那里挖到的最大的內(nèi)存。如果添加了-Xmx參數(shù)，將以這個參數(shù)后面的值為準(zhǔn)，例如java -cp you_classpath -Xmx512m your_class，那么最大內(nèi)存就是512*1024*1024字節(jié)。

totalMemory()這個方法返回的是java虛擬機現(xiàn)在已經(jīng)從操作系統(tǒng)那里挖過來的內(nèi)存大小，也就是java虛擬機這個進(jìn)程當(dāng)時所占用的所有內(nèi)存。如果在運行java的時候沒有添加-Xms參數(shù)，那么，在java程序運行的過程的，內(nèi)存總是慢慢的從操作系統(tǒng)那里挖的，基本上是用多少挖多少，直到挖到maxMemory()為止，所以totalMemory()是慢慢增大的。如果用了-Xms參數(shù)，程序在啟動的時候就會無條件的從操作系統(tǒng)中挖 -Xms后面定義的內(nèi)存數(shù)，然后在這些內(nèi)存用的差不多的時候，再去挖。

 freeMemory()是什么呢，剛才講到如果在運行java的時候沒有添加-Xms參數(shù)，那么，在java程序運行的過程的，內(nèi)存總是慢慢的從操作系統(tǒng)那里挖的，基本上是用多少挖多少，但是java虛擬機100％的情況下是會稍微多挖一點的，這些挖過來而又沒有用上的內(nèi)存，實際上就是 freeMemory()，所以freeMemory()的值一般情況下都是很小的，但是如果你在運行java程序的時候使用了-Xms，這個時候因為程序在啟動的時候就會無條件的從操作系統(tǒng)中挖-Xms后面定義的內(nèi)存數(shù)，這個時候，挖過來的內(nèi)存可能大部分沒用上，所以這個時候freeMemory()可能會有些大。

2.1 堆大小設(shè)置

JVM 中最大堆大小有三方面限制：

• 相關(guān)操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型（32-bit還是64-bit）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。

不同位數(shù)的操作系統(tǒng)可設(shè)置JVM最大堆大?。?/p>

• 32位系統(tǒng)下，一般限制在1.5G~2G；
• 64為操作系統(tǒng)對內(nèi)存無限制。

典型設(shè)置：

1 ）java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k

• - Xmx3550m ：設(shè)置JVM最大可用內(nèi)存為3550M。
• -Xms3550m ：設(shè)置JVM初始內(nèi)存為3550m，-Xms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。
• -Xmn2g ：設(shè)置年輕代大小為2G。整個堆大小=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(yīng)用的線程所需內(nèi)存大小進(jìn)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(jìn)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。

2）java -Xmx3550m -Xms3550m -Xss128k -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
• -XX:MaxPermSize=16m :設(shè)置持久代大小為16m。
• -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(jìn)入年老代 。對于年老代比較多的應(yīng)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(jìn)行多次復(fù)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。

2.2 回收器選擇

JVM給了三種選擇：

• 串行收集器
• 并行收集器
• 并發(fā)收集器 

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(rèn)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(yīng)參數(shù)。JDK5.0以后，JVM會根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)進(jìn)行判斷。

2.2.1 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(dá)一定的吞吐量為目標(biāo)，適用于科學(xué)技術(shù)和后臺處理等。

典型配置 ：

1）java -Xmx3800m -Xms3800m -Xmn2g -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(jìn)行垃圾回收。此值最好配置與處理器數(shù)目相等。

2）java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -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。

3）java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -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。

4）java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -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(yīng)的Survivor區(qū)比例，以達(dá)到目標(biāo)系統(tǒng)規(guī)定的最低相應(yīng)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。

2.2.2 響應(yīng)時間優(yōu)先的并發(fā)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(yīng)時間，減少垃圾收集時的停頓時間。適用于應(yīng)用服務(wù)器、電信領(lǐng)域等。

典型配置 ：

1）java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -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。

2）java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -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(jìn)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(jìn)行壓縮、整理。
• -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection ：打開對年老代的壓縮?？赡軙绊懶阅埽强梢韵槠?/li>

2.2.3 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：

1）-XX:+PrintGC

輸出形式：

[GC 118250K->113543K(130112K), 0.0094143 secs]
[Full GC 121376K->10414K(130112K), 0.0650971 secs]

2）-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。可與上面混合使用。

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(xì)堆棧信息

輸出形式：

34.702: [GC {Heap before gc invocations=7:
def new generation   total 55296K, used 52568K [0x1ebd0000, 0x227d0000, 0x227d0000)
eden space 49152K, 99% used [0x1ebd0000, 0x21bce430, 0x21bd0000)
from space 6144K, 55% used [0x221d0000, 0x22527e10, 0x227d0000)
to   space 6144K,   0% used [0x21bd0000, 0x21bd0000, 0x221d0000)
tenured generation   total 69632K, used 2696K [0x227d0000, 0x26bd0000, 0x26bd0000)
the space 69632K,   3% used [0x227d0000, 0x22a720f8, 0x22a72200, 0x26bd0000)
compacting perm gen total 8192K, used 2898K [0x26bd0000, 0x273d0000, 0x2abd0000)
   the space 8192K, 35% used [0x26bd0000, 0x26ea4ba8, 0x26ea4c00, 0x273d0000)
    ro space 8192K, 66% used [0x2abd0000, 0x2b12bcc0, 0x2b12be00, 0x2b3d0000)
    rw space 12288K, 46% used [0x2b3d0000, 0x2b972060, 0x2b972200, 0x2bfd0000)
34.735: [DefNew: 52568K->3433K(55296K), 0.0072126 secs] 55264K->6615K(124928K)Heap after gc invocations=8:
def new generation   total 55296K, used 3433K [0x1ebd0000, 0x227d0000, 0x227d0000)
eden space 49152K,   0% used [0x1ebd0000, 0x1ebd0000, 0x21bd0000)
from space 6144K, 55% used [0x21bd0000, 0x21f2a5e8, 0x221d0000)
to   space 6144K,   0% used [0x221d0000, 0x221d0000, 0x227d0000)
tenured generation   total 69632K, used 3182K [0x227d0000, 0x26bd0000, 0x26bd0000)
the space 69632K,   4% used [0x227d0000, 0x22aeb958, 0x22aeba00, 0x26bd0000)
compacting perm gen total 8192K, used 2898K [0x26bd0000, 0x273d0000, 0x2abd0000)
   the space 8192K, 35% used [0x26bd0000, 0x26ea4ba8, 0x26ea4c00, 0x273d0000)
    ro space 8192K, 66% used [0x2abd0000, 0x2b12bcc0, 0x2b12be00, 0x2b3d0000)
    rw space 12288K, 46% used [0x2b3d0000, 0x2b972060, 0x2b972200, 0x2bfd0000)
}
, 0.0757599 secs]

-Xloggc:filename :與上面幾個配合使用，把相關(guān)日志信息記錄到文件以便分析。

2.2.4 常見配置匯總

2.2.4.1 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

2.2.4.2 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

2.2.4.3 垃圾回收統(tǒng)計信息

• -XX:+PrintGC
• -XX:+PrintGCDetails
• -XX:+PrintGCTimeStamps
• -Xloggc:filename

2.2.4.4 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)

2.2.4.5 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)。

2.2.5 調(diào)優(yōu)總結(jié)

2.2.5.1 年輕代大小選擇

• 響應(yīng)時間優(yōu)先的應(yīng)用 ：盡可能設(shè)大，直到接近系統(tǒng)的最低響應(yīng)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(dá)年老代的對象。
• 吞吐量優(yōu)先的應(yīng)用 ：盡可能的設(shè)置大，可能到達(dá)Gbit的程度。因為對響應(yīng)時間沒有要求，垃圾收集可以并行進(jìn)行，一般適合8CPU以上的應(yīng)用。

2.2.5.2 年老代大小選擇

響應(yīng)時間優(yōu)先的應(yīng)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(yīng)用暫停而使用傳統(tǒng)的標(biāo)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(yīng)用的效率。

• 吞吐量優(yōu)先的應(yīng)用 ：一般吞吐量優(yōu)先的應(yīng)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。

2.2.5.3 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(biāo)記、清除算法，所以不會對堆進(jìn)行壓縮。當(dāng)收集器回收時，它會把相鄰的空間進(jìn)行合并，這樣可以分配給較大的對象。但是，當(dāng)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(biāo)記、清除方式進(jìn)行回收。如果出現(xiàn)“碎片”，可能需要進(jìn)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(jìn)行壓縮

總結(jié)

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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