Java 全栈知识体系

调试排错 - JVM 调优参数

本文对JVM涉及的常见的调优参数和垃圾回收参数进行阐述。@pdai

jvm参数

  • -Xms

堆最小值

  • -Xmx

堆最大堆值。-Xms与-Xmx 的单位默认字节都是以k、m做单位的。

通常这两个配置参数相等，避免每次空间不足，动态扩容带来的影响。

  • -Xmn

新生代大小

  • -Xss

每个线程池的堆栈大小。在jdk5以上的版本，每个线程堆栈大小为1m，jdk5以前的版本是每个线程池大小为256k。一般在相同物理内存下，如果减少－xss值会产生更大的线程数，但不同的操作系统对进程内线程数是有限制的，是不能无限生成。

  • -XX:NewRatio

设置新生代与老年代比值，-XX:NewRatio=4 表示新生代与老年代所占比例为1:4 ，新生代占比整个堆的五分之一。如果设置了-Xmn的情况下，该参数是不需要在设置的。

  • -XX:PermSize

设置持久代初始值，默认是物理内存的六十四分之一

  • -XX:MaxPermSize

设置持久代最大值，默认是物理内存的四分之一

  • -XX:MaxTenuringThreshold

新生代中对象存活次数，默认15。(若对象在eden区，经历一次MinorGC后还活着，则被移动到Survior区，年龄加1。以后，对象每次经历MinorGC，年龄都加1。达到阀值，则移入老年代)

  • -XX:SurvivorRatio

Eden区与Subrvivor区大小的比值，如果设置为8，两个Subrvivor区与一个Eden区的比值为2:8，一个Survivor区占整个新生代的十分之一

  • -XX:+UseFastAccessorMethods

原始类型快速优化

  • -XX:+AggressiveOpts

编译速度加快

  • -XX:PretenureSizeThreshold

对象超过多大值时直接在老年代中分配

说明: 
整个堆大小的计算公式: JVM 堆大小 ＝ 年轻代大小＋年老代大小＋持久代大小。
增大新生代大小就会减少对应的年老代大小，设置-Xmn值对系统性能影响较大，所以如果设置新生代大小的调整，则需要严格的测试调整。而新生代是用来存放新创建的对象，大小是随着堆大小增大和减少而有相应的变化，默认值是保持堆大小的十五分之一，-Xmn参数就是设置新生代的大小，也可以通过-XX:NewRatio来设置新生代与年老代的比例，java 官方推荐配置为3:8。

新生代的特点就是内存中的对象更新速度快，在短时间内容易产生大量的无用对象，如果在这个参数时就需要考虑垃圾回收器设置参数也需要调整。推荐使用: 复制清除算法和并行收集器进行垃圾回收，而新生代的垃圾回收叫做初级回收。


StackOverflowError和OutOfMemoryException。当线程中的请求的栈的深度大于最大可用深度，就会抛出前者；若内存空间不够，无法创建新的线程，则会抛出后者。栈的大小直接决定了函数的调用最大深度，栈越大，函数嵌套可调用次数就越多。

经验 :

  1. Xmn用于设置新生代的大小。过小会增加Minor GC频率，过大会减小老年代的大小。一般设为整个堆空间的1/4或1/3.

  2. XX:SurvivorRatio用于设置新生代中survivor空间(from/to)和eden空间的大小比例； XX:TargetSurvivorRatio表示，当经历Minor GC后，survivor空间占有量(百分比)超过它的时候，就会压缩进入老年代(当然，如果survivor空间不够，则直接进入老年代)。默认值为50%。

  3. 为了性能考虑，一开始尽量将新生代对象留在新生代，避免新生的大对象直接进入老年代。因为新生对象大部分都是短期的，这就造成了老年代的内存浪费，并且回收代价也高(Full GC发生在老年代和方法区Perm).

  4. 当Xms=Xmx，可以使得堆相对稳定，避免不停震荡

  5. 一般来说，MaxPermSize设为64MB可以满足绝大多数的应用了。若依然出现方法区溢出，则可以设为128MB。若128MB还不能满足需求，那么就应该考虑程序优化了，减少动态类的产生。

垃圾回收

垃圾回收算法 :

  • 引用计数法: 会有循环引用的问题，古老的方法；
  • Mark-Sweep: 标记清除。根可达判断，最大的问题是空间碎片(清除垃圾之后剩下不连续的内存空间)；
  • Copying: 复制算法。对于短命对象来说有用，否则需要复制大量的对象，效率低。如Java的新生代堆空间中就是使用了它(survivor空间的from和to区)；
  • Mark-Compact: 标记整理。对于老年对象来说有用，无需复制，不会产生内存碎片

GC考虑的指标

  • 吞吐量: 应用耗时和实际耗时的比值；
  • 停顿时间: 垃圾回收的时候，由于Stop the World，应用程序的所有线程会挂起，造成应用停顿。
吞吐量和停顿时间是互斥的。
对于后端服务(比如后台计算任务)，吞吐量优先考虑(并行垃圾回收)；
对于前端应用，RT响应时间优先考虑，减少垃圾收集时的停顿时间，适用场景是Web系统(并发垃圾回收)

回收器的JVM参数

  • -XX:+UseSerialGC

串行垃圾回收，现在基本很少使用。

  • -XX:+UseParNewGC

新生代使用并行，老年代使用串行；

  • -XX:+UseConcMarkSweepGC

新生代使用并行，老年代使用CMS(一般都是使用这种方式)，CMS是Concurrent Mark Sweep的缩写，并发标记清除，一看就是老年代的算法，所以，它可以作为老年代的垃圾回收器。CMS不是独占式的，它关注停顿时间

  • -XX:ParallelGCThreads

指定并行的垃圾回收线程的数量，最好等于CPU数量

  • -XX:+DisableExplicitGC

禁用System.gc()，因为它会触发Full GC，这是很浪费性能的，JVM会在需要GC的时候自己触发GC。

  • -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction

在多少次GC后进行内存压缩，这个是因为并行收集器不对内存空间进行压缩的，所以运行一段时间后会产生很多碎片，使得运行效率降低。

  • -XX:+CMSParallelRemarkEnabled

降低标记停顿

  • -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection

在每一次Full GC时对老年代区域碎片整理，因为CMS是不会移动内存的，因此会非常容易出现碎片导致内存不够用的

  • -XX:+UseCmsInitiatingOccupancyOnly

使用手动触发或者自定义触发cms 收集，同时也会禁止hostspot 自行触发CMS GC

  • -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction

使用CMS作为垃圾回收，使用70%后开始CMS收集

  • -XX:CMSInitiatingPermOccupancyFraction

设置perm gen使用达到多少％比时触发垃圾回收，默认是92%

  • -XX:+CMSIncrementalMode

设置为增量模式

  • -XX:+CmsClassUnloadingEnabled

CMS是不会默认对永久代进行垃圾回收的，设置此参数则是开启

  • -XX:+PrintGCDetails

开启详细GC日志模式，日志的格式是和所使用的算法有关

  • -XX:+PrintGCDateStamps

将时间和日期也加入到GC日志中

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