背景

随着互联网的发展以及java生态的不断扩大，目前市面对java方面的人才拥有两方面的要求，一个是扩大自己的知识面对常用的java架构比较熟悉，扩张自己的知识广度，往架构方面发展，另一方面是深挖技术的深度，对java的底层的实现原理进行深挖，往技术专家方向发展。但是不论是往广度还是往深度方向发展，对于java工程师来说，对java虚拟机（jvm）的了解是必不可少的，了解jvm参数会进行性能调优对于我们来说越来越成为一种必备的技能了

jvm参数

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，另外，整个堆大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小（JDK8中已经把持久代（PermGen Space）干掉了，取而代之的元空间（Metaspace）。Metaspace占用的是本地内存，不再占用虚拟机内存）。持久代一般固定大小为64m，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。

-Xmx1800M ## 设置JVM最大可用内存为1800M

-Xms1800M ## 设置JVM初始内存为1800M，建议与-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存

-Xmn300M ## 设置年轻代最大大小为300M（-Xmn(-XX:MaxNewSize)）

-XX:NewSize=100M ## JVM启动时分配的新生代内存为100M

-Xss512K ## 设置每个线程的堆栈大小512K 。JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M，以前每个线程堆栈大小为256K。更具应用的线程所需内存大小进行调整。在相同物理内存下，减小这个值能生成更多的线程。但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的，不能无限生成，经验值在3000~5000左右，所以根据这个规则可以合理设置自己本机的-Xss

-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（除去持久代）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:PermSize=300M ## 设置持久代初始化大小为300M （JDK8中已经把持久代（PermGen Space）干掉了）

-XX:MaxPermSize=500M ## 设置持久代最大大小为300M （JDK8中已经把持久代（PermGen Space）干掉了）

-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。默认值为：15

回收器选择

JVM给了三种选择：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，所以这里的选择主要针对并行收集器和并发收集器。默认情况下，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启动时加入相应参数。JDK5.0以后，JVM会根据当前系统配置进行判断。

-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。

-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。

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。

-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

注：以上可以作为吞吐量优先的并行收集器的典型配置

-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。

-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。

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 ## 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

注：以上可以作为响应时间优先的并发收集器的典型配置

另外：

-XX:+UseSerialGC ## 设置串行收集器

-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)

-XX:+CMSIncrementalMode ## 设置为增量模式。适用于单CPU情况。

-XX:+CMSParallelRemarkEnabled ## 降低标记停顿

-XX:+UseConcMarkSweepGC ## 如果你启用了CMSClassUnloadingEnabled ，垃圾回收会清理持久代，移除不再使用的classes。这个参数只有在 UseConcMarkSweepGC 也启用的情况下才有用

辅助信息（辅助排查保存案发现场）

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：

-XX:+PrintGC

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

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

-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]

-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]

-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

-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

-XX:PrintHeapAtGC ## 打印GC前后的详细堆栈信息

输出形式：

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]

以上参考：https://blog.csdn.net/kidoo1012/article/details/54599046

jvm调优步骤

目标：对JVM内存的系统级的调优主要的目的是减少GC的频率和Full GC的次数。

注：如果满足下面的指标，则一般不需要进行GC：

Minor GC执行时间不到50ms；

Minor GC执行不频繁，约10秒一次；

Full GC执行时间不到1s；

Full GC执行频率不算频繁，不低于10分钟1次；

原因分析

1.Full GC概念

会对整个堆进行整理，包括Young、Tenured和Perm。Full GC因为需要对整个堆进行回收，所以比较慢会导致应用长时间的STW（Stop-The-World），因此应该尽可能减少Full GC的次数。

2.导致Full GC的原因

1)年老代（Tenured）被写满

可能原因：参数-XX:MaxTenuringThreshold=0，不经过Survivor区直接进入老年代，大对象直接进入老年代，一直存活的对象过多

分析：调优时尽量让对象在年轻代GC时被回收、让对象在年轻代多存活一段时间和不要创建过大的对象及数组避免直接在旧生代创建对象。

2)持久代空间不足

增大持久代空间，避免太多静态对象，控制好年轻代和年老代的比例

3)System.gc()被显示调用

垃圾回收不要手动触发，尽量依靠JVM自身的机制

4)上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化

尽量避免在运行时改变Heap的各域分配策略

调优步骤

1.监控GC的状态

使用各种JVM工具，查看当前日志，分析当前JVM参数设置，并且分析当前堆内存快照和gc日志，根据实际的各区域内存划分和GC执行时间，觉得是否进行优化。

举一个例子：系统崩溃前的一些现象：

每次垃圾回收的时间越来越长，由之前的10ms延长到50ms左右，FullGC的时间也有之前的0.5s延长到4、5s

FullGC的次数越来越多，最频繁时隔不到1分钟就进行一次FullGC

年老代的内存越来越大并且每次FullGC后年老代没有内存被释放

之后系统会无法响应新的请求，逐渐到达OutOfMemoryError的临界值，这个时候就需要分析JVM内存快照dump。

2.生成堆的dump文件

通过JMX的MBean生成当前的Heap信息，大小为一个3G（整个堆的大小）的hprof文件，如果没有启动JMX可以通过Java的jmap命令来生成该文件。

3.分析dump文件

打开这个3G的堆信息文件，显然一般的Window系统没有这么大的内存，必须借助高配置的Linux，几种工具打开该文件：

Visual VM

IBM HeapAnalyzer

JDK 自带的Hprof工具

Mat(Eclipse专门的静态内存分析工具)推荐使用

备注：文件太大，建议使用Eclipse专门的静态内存分析工具Mat打开分析。

4.分析结果，判断是否需要优化

如果各项参数设置合理，系统没有超时日志出现，GC频率不高，GC耗时不高，那么没有必要进行GC优化，如果GC时间超过1-3秒，或者频繁GC，则必须优化。

5.调整GC类型和内存分配

如果内存分配过大或过小，或者采用的GC收集器比较慢，则应该优先调整这些参数，并且先找1台或几台机器进行beta，然后比较优化过的机器和没有优化的机器的性能对比，并有针对性的做出最后选择。

6.不断的分析和调整

通过不断的试验和试错，分析并找到最合适的参数，如果找到了最合适的参数，则将这些参数应用到所有服务器。

cms参数优化步流程

1.针对JVM堆的设置，一般可以通过-Xms -Xmx限定其最小、最大值，为了防止垃圾收集器在最小、最大之间收缩堆而产生额外的时间，通常把最大、最小设置为相同的值;

2.年轻代和年老代将根据默认的比例（1：2）分配堆内存，可以通过调整二者之间的比率NewRadio来调整二者之间的大小，也可以针对回收代。

比如年轻代，通过 -XX:newSize -XX:MaxNewSize来设置其绝对大小。同样，为了防止年轻代的堆收缩，我们通常会把-XX:newSize -XX:MaxNewSize设置为同样大小。

3.年轻代和年老代设置多大才算合理

1）更大的年轻代必然导致更小的年老代，大的年轻代会延长普通GC的周期，但会增加每次GC的时间；小的年老代会导致更频繁的Full GC

2）更小的年轻代必然导致更大年老代，小的年轻代会导致普通GC很频繁，但每次的GC时间会更短；大的年老代会减少Full GC的频率

如何选择应该依赖应用程序对象生命周期的分布情况：如果应用存在大量的临时对象，应该选择更大的年轻代；如果存在相对较多的持久对象，年老代应该适当增大。但很多应用都没有这样明显的特性。

在抉择时应该根据以下两点：

（1）本着Full GC尽量少的原则，让年老代尽量缓存常用对象，JVM的默认比例1：2也是这个道理。

（2）通过观察应用一段时间，看其他在峰值时年老代会占多少内存，在不影响Full GC的前提下，根据实际情况加大年轻代，比如可以把比例控制在1：1。但应该给年老代至少预留1/3的增长空间。

4.在配置较好的机器上（比如多核、大内存），可以为年老代选择并行收集算法： -XX:+UseParallelOldGC 。

5.线程堆栈的设置：每个线程默认会开启1M的堆栈，用于存放栈帧、调用参数、局部变量等，对大多数应用而言这个默认值太了，一般256K就足用。

理论上，在内存不变的情况下，减少每个线程的堆栈，可以产生更多的线程，但这实际上还受限于操作系统。

Jvm参数及调优分析