java虚拟机优化JVM优化 —— jvm运行参数

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super彦 2022-12-19 11:13:44 博主文章分类：java核心技术 ©著作权

文章标签 Java虚拟机优化 Java基础 jvm优化 java Java 文章分类 运维

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三种参数类型

jvm的参数类型分为三类，分别是：

标准参数

-help
-version

-X参数（非标准参数）

-Xint
-Xcomp

-XX参数（使用率较高）

-XX:newSize
-XX:+UseSerialGC

1. 标准参数

jvm的标准参数，一般都是很稳定的，在未来的JVM版本中不会改变，可以使用java -help检索出所有的标准参数。

[root@node01 ~]# java -help
用法: java [-options] class [args...]
           (执行类)
   或  java [-options] -jar jarfile [args...]
           (执行 jar 文件)
其中选项包括:
    -d32      使用 32 位数据模型 (如果可用)
    -d64      使用 64 位数据模型 (如果可用)
    -server   选择 "server" VM
                  默认 VM 是 server,
                  因为您是在服务器类计算机上运行。


    -cp <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径>
    -classpath <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径>
                  用 : 分隔的目录, JAR 档案
                  和 ZIP 档案列表, 用于搜索类文件。
    -D<名称>=<值>
                  设置系统属性
    -verbose:[class|gc|jni]
                  启用详细输出
    -version      输出产品版本并退出
    -version:<值>
                  警告: 此功能已过时, 将在
                  未来发行版中删除。
                  需要指定的版本才能运行
    -showversion  输出产品版本并继续
    -jre-restrict-search | -no-jre-restrict-search
                  警告: 此功能已过时, 将在
                  未来发行版中删除。
                  在版本搜索中包括/排除用户专用 JRE
    -? -help      输出此帮助消息
    -X            输出非标准选项的帮助
    -ea[:<packagename>...|:<classname>]
    -enableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
                  按指定的粒度启用断言
    -da[:<packagename>...|:<classname>]
    -disableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
                  禁用具有指定粒度的断言
    -esa | -enablesystemassertions
                  启用系统断言
    -dsa | -disablesystemassertions
                  禁用系统断言
    -agentlib:<libname>[=<选项>]
                  加载本机代理库 <libname>, 例如 -agentlib:hprof
                  另请参阅 -agentlib:jdwp=help 和 -agentlib:hprof=help
    -agentpath:<pathname>[=<选项>]
                  按完整路径名加载本机代理库
    -javaagent:<jarpath>[=<选项>]
                  加载 Java 编程语言代理, 请参阅 java.lang.instrument
    -splash:<imagepath>
                  使用指定的图像显示启动屏幕

查看jvm版本:

[root@node01 ~]# java -version
java version "1.8.0_141"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_141-b15)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.141-b15, mixed mode)
# -showversion参数是表示，先打印版本信息，再执行后面的命令，在调试时非常有用，后面会使用到。

通过 -D 设置系统属性参数 *

public class TestJVM { public static void main(String[] args) { String str = System.getProperty("str");//接收命令行参数 if (str == null) { System.out.println("liuyanqing"); } else { System.out.println(str); } } }

#编译
[root@node01 test]# javac TestJVM.java
#没有加参数
[root@node01 test]# java TestJVM
liuyanqing
#加参数
[root@node01 test]# java -Dstr=123 TestJVM
123
#springboot启动时选择环境也是利用了这种方式：
java -jar -Dspring.profiles.active=test demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar
# 同样也能按照这种方式设置其他参数

-server与-client参数

可以通过-server或-client设置jvm的运行参数。

它们的区别是Server VM的初始堆空间会大一些，默认使用的是并行垃圾回收器，启动慢运行快。
Client VM相对来讲会保守一些，初始堆空间会小一些，使用串行的垃圾回收器，它的目标是为了让JVM的启动速度更快，但运行速度会比Serverm模式慢些。
JVM在启动的时候会根据硬件和操作系统自动选择使用Server还是Client类型的JVM。
32位操作系统

如果是Windows系统，不论硬件配置如何，都默认使用Client类型的JVM。
如果是其他操作系统上，机器配置有2GB以上的内存同时有2个以上CPU的话默认使用server模式，否则使用client模式。

64位操作系统

只有server类型，不支持client类型。

非标准参数

-X参数

jvm的-X参数是非标准参数，在不同版本的jvm中，参数可能会有所不同，可以通过java -X查看非标准参数。

下面是 1.8.0_201版的非标准参数

[root@node01 test]# java -X
-Xmixed 混合模式执行 (默认)
-Xint 仅解释模式执行
-Xbootclasspath:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件>
设置搜索路径以引导类和资源
-Xbootclasspath/a:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件>
附加在引导类路径末尾
-Xbootclasspath/p:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件>
置于引导类路径之前
-Xdiag 显示附加诊断消息
-Xnoclassgc 禁用类垃圾收集
-Xincgc 启用增量垃圾收集
-Xloggc:<file> 将 GC 状态记录在文件中 (带时间戳)
-Xbatch 禁用后台编译
-Xms<size> 设置初始 Java 堆大小
-Xmx<size> 设置最大 Java 堆大小
-Xss<size> 设置 Java 线程堆栈大小
-Xprof 输出 cpu 配置文件数据
-Xfuture 启用最严格的检查, 预期将来的默认值
-Xrs 减少 Java/VM 对操作系统信号的使用 (请参阅文档)
-Xcheck:jni 对 JNI 函数执行其他检查
-Xshare:off 不尝试使用共享类数据
-Xshare:auto 在可能的情况下使用共享类数据 (默认)
-Xshare:on 要求使用共享类数据, 否则将失败。
-XshowSettings 显示所有设置并继续
-XshowSettings:all
显示所有设置并继续
-XshowSettings:vm 显示所有与 vm 相关的设置并继续
-XshowSettings:properties
显示所有属性设置并继续
-XshowSettings:locale
显示所有与区域设置相关的设置并继续
-X 选项是非标准选项, 如有更改, 恕不另行通知。

2.3.1、-Xint、-Xcomp、-Xmixed

在解释模式(interpreted mode)下，-Xint标记会强制JVM执行所有的字节码，当然这会降低运行速度，通常低10倍或更多。
-Xcomp参数与它（-Xint）正好相反，JVM在第一次使用时会把所有的字节码编译成本地代码，从而带来最大程度的优化。
然而，很多应用在使用-Xcomp也会有一些性能损失，当然这比使用-Xint损失的少，原因是-xcomp没有让JVM启用JIT编译器的全部功能。JIT编译器可以对是否需要编译做判断，如果所有代码都进行编译的话，对于一些只执行一次的代码就没有意义了。
-Xmixed是混合模式，将解释模式与编译模式进行混合使用，由jvm自己决定，这是jvm默认的模式，也是推荐使用的模式。

示例：强制设置运行模式

#强制设置为解释模式
[root@node01 test]# java -showversion -Xint TestJVM
java version "1.8.0_141"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_141-b15)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.141-b15, interpreted mode)

liuyanqing

#强制设置为编译模式
[root@node01 test]# java -showversion -Xcomp TestJVM
java version "1.8.0_141"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_141-b15)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.141-b15, compiled mode)

liuyanqing
#注意：编译模式下，第一次执行会比解释模式下执行慢一些，注意观察。

#默认的混合模式
[root@node01 test]# java -showversion TestJVM
java version "1.8.0_141"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_141-b15)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.141-b15, mixed mode)

liuyanqing

-XX参数

-XX参数也是非标准参数，主要用于jvm的调优和debug操作。

-XX参数的使用有2种方式，一种是boolean类型，一种是非boolean类型：

boolean类型

格式：-XX:[+-]<name> 表示启用或禁用<name>属性
如：-XX:+DisableExplicitGC 表示禁用手动调用gc操作，也就是说调用System.gc()无效

非boolean类型

格式：-XX:<name>=<value> 表示<name>属性的值为<value>
如：-XX:NewRatio=1 表示新生代和老年代的比值

用法：

[root@node01 test]# java -showversion -XX:+DisableExplicitGC TestJVM
liuyanqing

设置 IntegerCache 缓存:

IntegerCache默认缓存 -128~ 127之间的数据,如果在此之间的数据装箱操作不会创建新的Integer对象

//方法一： -Djava.lang.Integer.IntegerCache.high= 225
//方法二： -XX:AutoBoxCacheMax= 225

反射相关配置

考虑到许多反射调用仅会执行一次，Java 虚拟机设置了一个阈值 15（可以通过 -Dsun.reflect.inflationThreshold= 来调整），当某个反射调用的调用次数在 15 之下时，采用本地实现；当达到 15 时，便开始动态生成字节码，并将委派实现的委派对象切换至动态实现，这个过程我们称之为 Inflation。

反射调用的 Inflation 机制是可以通过参数（-Dsun.reflect.noInflation=true）来关闭的。

-Xms与-Xmx参数

-Xms与-Xmx分别是设置jvm的堆内存的初始大小和最大大小。

-Xmx2048m：等价于-XX:MaxHeapSize，设置JVM最大堆内存为2048M。

-Xms512m：等价于-XX:InitialHeapSize，设置JVM初始堆内存为512M。

适当的调整jvm的内存大小，可以充分利用服务器资源，让程序跑的更快。

示例：

]# java -Xms512m -Xmx2048m TestJVM
liuyanqing

查看jvm的运行参数

有些时候我们需要查看jvm的运行参数，这个需求可能会存在2种情况：

第一，运行java命令时打印出运行参数；

第二，查看正在运行的java进程的参数；

运行java命令时打印参数

运行java命令时打印参数，需要添加-XX:+PrintFlagsFinal参数即可。

[root@node01 test]# java -XX:+PrintFlagsFinal -version
[Global flags]
uintx AdaptiveSizeDecrementScaleFactor = 4 {product}
uintx AdaptiveSizeMajorGCDecayTimeScale = 10 {product}
uintx AdaptiveSizePausePolicy = 0 {product}
uintx AdaptiveSizePolicyCollectionCostMargin = 50 {product}
uintx AdaptiveSizePolicyInitializingSteps = 20 {product}
uintx AdaptiveSizePolicyOutputInterval = 0 {product}
uintx AdaptiveSizePolicyWeight = 10 {product}
uintx AdaptiveSizeThroughPutPolicy = 0 {product}
uintx AdaptiveTimeWeight = 25 {product}
bool AdjustConcurrency = false {product}
bool AggressiveOpts = false {product}
intx AliasLevel = 3 {C2 product}
bool AlignVector = true {C2 product}
intx AllocateInstancePrefetchLines = 1 {product}
intx AllocatePrefetchDistance = 256 {product}
intx AllocatePrefetchInstr = 0 {product}

…………………………略…………………………………………

bool UseXmmI2D = false {ARCH product}
bool UseXmmI2F = false {ARCH product}
bool UseXmmLoadAndClearUpper = true {ARCH product}
bool UseXmmRegToRegMoveAll = true {ARCH product}
bool VMThreadHintNoPreempt = false {product}
intx VMThreadPriority = -1 {product}
intx VMThreadStackSize = 1024 {pd product}
intx ValueMapInitialSize = 11 {C1 product}
intx ValueMapMaxLoopSize = 8 {C1 product}
intx ValueSearchLimit = 1000 {C2 product}
bool VerifyMergedCPBytecodes = true {product}
bool VerifySharedSpaces = false {product}
intx WorkAroundNPTLTimedWaitHang = 1 {product}
uintx YoungGenerationSizeIncrement = 20 {product}
uintx YoungGenerationSizeSupplement = 80 {product}
uintx YoungGenerationSizeSupplementDecay = 8 {product}
uintx YoungPLABSize = 4096 {product}
bool ZeroTLAB = false {product}
intx hashCode = 5 {product}
java version "1.8.0_141"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_141-b15)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.141-b15, mixed mode)

由上述的信息可以看出，参数有boolean类型和数字类型，值的操作符是=或:=，分别代表默认值和被修改的值。

示例：

java -XX:+PrintFlagsFinal -XX:+VerifySharedSpaces -version intx ValueMapInitialSize = 11 {C1 product} intx ValueMapMaxLoopSize = 8 {C1 product} intx ValueSearchLimit = 1000 {C2 product} bool VerifyMergedCPBytecodes = true {product} bool VerifySharedSpaces := true {product} intx WorkAroundNPTLTimedWaitHang = 1 {product} uintx YoungGenerationSizeIncrement = 20 {product} uintx YoungGenerationSizeSupplement = 80 {product} uintx YoungGenerationSizeSupplementDecay = 8 {product} uintx YoungPLABSize = 4096 {product} bool ZeroTLAB = false {product} intx hashCode = 5 {product} java version "1.8.0_141" Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_141-b15) Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.141-b15, mixed mode) #可以看到VerifySharedSpaces这个参数已经被修改了。

查看正在运行的jvm参数

如果想要查看正在运行的jvm就需要借助于jinfo命令查看。首先，启动一个tomcat用于测试，来观察下运行的jvm参数。

#通过jps 或者 jps -l 查看java进
[root@ ~]#jps
4371 Jps
16675 opencloud-api-gateway-zuul.jar
12308 jar
19212 UnixLauncher
1134 Application

[root@ ~]#jps -l
16675 /mnt/51daba/opencloud/server/opencloud-api-gateway-zuul.jar
5194 sun.tools.jps.Jps
19212 com.install4j.runtime.launcher.UnixLauncher
1134 com.aliyun.tianji.cloudmonitor.Application
#查看详细信息
[root@ ~]#jinfo -flags 16675
Attaching to process ID 16675, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.131-b11
Non-default VM flags: -XX:CICompilerCount=3 -XX:InitialHeapSize=67108864 -XX:MaxHeapSize=134217728 -XX:MaxNewSize=44564480 -XX:MinHeapDeltaBytes=524288 -XX:NewSize=22020096 -XX:OldSize=45088768 -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:+UseParallelGC
Command line: -Xms64m -Xmx128m
#查看某一参数的值，用法：jinfo -flag <参数名> <进程id>
[root@ ~]#jinfo -flag MaxHeapSize 12308
-XX:MaxHeapSize=134217728