JVM调优

原创

HealerJean 2022-09-01 06:23:04 博主文章分类：Jvm ©著作权

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前言

1、堆大小设置

JVM 中最大堆大小有三方面限制：相关操作系统的数据模型（32-bt还是64-bit）限制；系统的可用虚拟内存限制；系统的可用物理内存限制。32位系统下，一般限制在1.5G~2G；64为操作系统对内存无限制。我在Windows Server 2003 系统，3.5G物理内存，JDK5.0下测试，最大可设置为1478m。

-Xms 默认为系统的1/64
-Xmx 默认为系统的1/4

参数举例

1、 java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k

-Xmx3550m：设置JVM堆区最大可用内存为3550M。

 -Xms3550m：设置JVM堆区初始化内存为3550m。此值可以设置与-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存。

 -Xmn2g：设置年轻代大小为2G。整个JVM内存大小=年轻代大小 + 年老代大小。所以增大年轻代后，将会减小年老代大小。此值对系统性能影响较大，Sun官方推荐配置为整个堆的3/8。
 
#### 2、 java -Xmx3550m -Xms3550m -Xss128k -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=4 -XX:MaxPermSize=16m -XX:MaxTenuringThreshold=0 
-XX:NewRatio=4:设置年轻代（包括Eden和两个Survivor区）与年老代的比值（除去持久代）。设置为4，则年轻代与年老代所占比值为1：4，年轻代占整个堆栈的1/5

 -XX:SurvivorRatio=4：设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值。设置为4，则两个Survivor区与一个Eden区的比值为2:4，一个Survivor区占整个年轻代的1/6

 -XX:MaxPermSize=16m:设置非堆区最大内存为16m。
 -XX:MaxTenuringThreshold=0：设置垃圾最大年龄。如果设置为0的话，则年轻代对象不经过Survivor区，直接进入年老代。对于年老代比较多的应用，可以提高效率。如果将此值设置为一个较大值，则年轻代对象会在Survivor区进行多次复制，这样可以增加对象再年轻代的存活时间，增加在年轻代即被回收的概论。

3、额外

-XX:newSize：表示年轻代初始内存的大小，应该小于 -Xms的值；。

-XX:MaxnewSize：表示年轻代可被分配的内存的最大上限；当然这个值应该小于 -Xmx的值；

2、垃圾收集器的选择

串行收集器、并行收集器、并发收集器，但是串行收集器只适用于小数据量的情况

1、吞吐量优先的并行收集器

如上文所述，并行收集器主要以到达一定的吞吐量为目标，适用于科学技术和后台处理等。主要适应主要适合在后台运算而不需要太多交互的任务。比如需要与用户交互的程序，良好的响应速度能提升用户的体验；而高吞吐量则可以最高效率地利用CPU时间，尽快地完成程序的运算任务等。

典型配置：

1、java -Xmx3800m -Xms3800m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20

 -XX:+UseParallelGC：选择垃圾收集器为并行收集器。此配置仅对年轻代有效。即上述配置下，年轻代使用并发收集，而年老代仍旧使用串行收集。
 -XX:ParallelGCThreads=20：配置并行收集器的线程数，即：同时多少个线程一起进行垃圾回收。此值最好配置与处理器数目相等。 

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为并行收集。JDK6.0支持对年老代并行收集。 

3、 java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMillis=100

 -XX:MaxGCPauseMillis=100:设置每次年轻代垃圾回收的最长时间，如果无法满足此时间，JVM会自动调整年轻代大小，以满足此值。 

4、 java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMillis=100 -XX:+UseAdaptiveSizePolicy

 -XX:+UseAdaptiveSizePolicy：设置此选项后，并行收集器会自动选择年轻代区大小和相应的Survivor区比例，以达到目标系统规定的最低相应时间或者收集频率等，此值建议使用并行收集器时，一直打开。

2、响应时间优先的并发收集器

如上文所述，并发收集器主要是保证系统的响应时间，减少垃圾收集时的停顿时间。适用于应用服务器、电信领域等。

1、 java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC

 -XX:+UseConcMarkSweepGC：设置年老代为并发收集。测试中配置这个以后，-XX:NewRatio=4的配置失效了，原因不明。所以，此时年轻代大小最好用-Xmn设置。指定使用CMS后，会默认使用ParNew作为新生代收集器；
 -XX:+UseParNewGC:设置年轻代为并行收集。可与CMS收集同时使用。JDK5.0以上，JVM会根据系统配置自行设置，所以无需再设置此值。

2、 java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection

 -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：由于并发收集器不对内存空间进行压缩、整理，所以运行一段时间以后会产生“碎片”，使得运行效率降低。此值设置运行多少次GC以后对内存空间进行压缩、整理。
 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：打开对年老代的压缩。可能会影响性能，但是可以消除碎片

3、辅助信息

JVM提供了大量命令行参数，打印信息，供调试使用。主要有以下一些：

1、 -XX:+PrintGC

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

2、 -XX:+PrintGCDetails

 输出形式：[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] 

3、 -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGC：PrintGCTimeStamps可与上面两个混合使用

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

4、 -XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime:打印每次垃圾回收前，程序未中断的执行时间。可与上面混合使用

 输出形式：Application time: 0.5291524 seconds 

5、 -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime：打印垃圾回收期间程序暂停的时间。可与上面混合使用

 输出形式：Total time for which application threads were stopped: 0.0468229 seconds 
##### 6、 -XX:PrintHeapAtGC:打印GC前后的详细堆栈信息 

4、常见配置汇总

1. 堆设置

Xms:初始堆大小
    ◦   -Xmx:最大堆大小
    ◦   -XX:NewSize=n:设置年轻代大小
    ◦   -XX:NewRatio=n:设置年轻代和年老代的比值。如:为3，表示年轻代与年老代比值为1：3，年轻代占整个年轻代年老代和的1/4
    ◦   -XX:SurvivorRatio=n:年轻代中Eden区与两个Survivor区的比值。注意Survivor区有两个。如：3，表示Eden：Survivor=3：2，一个Survivor区占整个年轻代的1/5
    ◦   -XX:MaxPermSize=n:设置非堆区大小

2. 收集器设置

XX:+UseSerialGC:设置串行收集器
    ◦   -XX:+UseParallelGC:设置并行收集器
    ◦   -XX:+UseParalledlOldGC:设置并行年老代收集器
    ◦   -XX:+UseConcMarkSweepGC:设置并发收集器
    3.  垃圾回收统计信息
    ◦   -XX:+PrintGC
    ◦   -XX:+PrintGCDetails
    ◦   -XX:+PrintGCTimeStamps
    ◦   -Xloggc:filename

3. 并行收集器设置

XX:ParallelGCThreads=n:设置并行收集器收集时使用的CPU数。并行收集线程数。
    ◦   -XX:MaxGCPauseMillis=n:设置并行收集最大暂停时间
    ◦   -XX:GCTimeRatio=n:设置垃圾回收时间占程序运行时间的百分比。公式为1/(1+n)
    5.  并发收集器设置
    ◦   -XX:+CMSIncrementalMode:设置为增量模式。适用于单CPU情况。
    ◦   -XX:ParallelGCThreads=n:设置并发收集器年轻代收集方式为并行收集时，使用的CPU数。并行收集线程数。

4、并发收集器设置

XX:+CMSIncrementalMode:设置为增量模式。适用于单CPU情况。
    •   -XX:ParallelGCThreads=n:设置并发收集器年轻代收集方式为并行收集时，使用的CPU数。并行收集线程数。

5、调优总结

调优总结

1. 年轻代大小选择

    ◦   响应时间优先的应用：尽可能设大，直到接近系统的最低响应时间限制（根据实际情况选择）。在此种情况下，年轻代收集发生的频率也是最小的。同时，减少到达年老代的对象。
    ◦   吞吐量优先的应用：尽可能的设置大，可能到达Gbit的程度。因为对响应时间没有要求，垃圾收集可以并行进行，一般适合8CPU以上的应用。

2. 年老代大小选择

    ◦   响应时间优先的应用：年老代使用并发收集器，所以其大小需要小心设置，一般要考虑并发会话率和会话持续时间等一些参数。如果堆设置小了，可以会造成内存碎片、高回收频率以及应用暂停而使用传统的标记清除方式；如果堆大了，则需要较长的收集时间。最优化的方案，一般需要参考以下数据获得：
    ▪   并发垃圾收集信息
    ▪   持久代并发收集次数
    ▪   传统GC信息
    ▪   花在年轻代和年老代回收上的时间比例
    ◦   减少年轻代和年老代花费的时间，一般会提高应用的效率
    ◦   吞吐量优先的应用：一般吞吐量优先的应用都有一个很大的年轻代和一个较小的年老代。原因是，
    这样可以尽可能回收掉大部分短期对象，减少中期的对象，而年老代尽存放长期存活对象。

#### 3. 较小堆引起的碎片问题 

因为年老代的并发收集器使用标记、清除算法，所以不会对堆进行压缩。当收集器回收时，他会把相邻的空间进行合并，这样可以分配给较大的对象。但是，当堆空间较小时，运行一段时间以后，就会出现“碎片”，如果并发收集器找不到足够的空间，那么并发收集器将会停止，然后使用传统的标记、清除方式进行回收。如果出现“碎片”，可能需要进行如下配置：
    ◦   -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：使用并发收集器时，开启对年老代的压缩。
    ◦   -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0：上面配置开启的情况下，这里设置多少次Full GC后，对年老代进行压缩

参考文献

JVM调优_java

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