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20220605 JVM下篇：性能监控与调优篇 4. JVM 运行时参数

2022-06-05 09:32:55  阅读：212  来源： 互联网

标签：JVM 收集器 20220605 优篇 XX GC 内存 设置


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1. JVM 参数选项

类型一：标准参数选项

特点

  • 比较稳定，后续版本基本不会变化
  • 以 - 开头

各种选项

  • 直接在 DOS 窗口中运行 java 或者 java -help 可以看到所有的标准选项

补充内容：-server 与 -client 区别

官网地址

Hotspot JVM 有两种模式，分别是 server 和 client，分别通过 -server 和 -client 模式设置

32 位系统上，默认使用 Client 类型的 JVM。要想使用 Server 模式，机器配置至少有 2 个以上的 CPU 和 2G 以上的物理内存。client 模式适用于对内存要求较小的桌面应用程序，默认使用 Serial 串行垃圾收集器

64 位系统上，只支持 server 模式的 JVM，适用于需要大内存的应用程序，默认使用并行垃圾收集器

如何知道系统默认使用的是那种模式呢？通过 java -version 命令：可以看到 Server VM 字样，代表当前系统使用是 Server 模式

类型二：-X 参数选项

特点

  • 非标准化参数，功能还是比较稳定的。但官方说后续版本可能会变更
  • 以 -X 开头
  • 直接在 DOS 窗口中运行 java -X 命令可以看到所有的 X 选项

JVM 的 JIT 编译模式相关的选项

  • -Xint : 只使用解释器：所有字节码都被解释执行，这个模式的速度是很慢的
  • -Xcomp : 只使用编译器：所有字节码第一次使用就被编译成本地代码，然后再执行
  • –Xmixed : 混合模式：这是默认模式，刚开始的时候使用解释器慢慢解释执行，后来让 JIT 即时编译器根据程序运行的情况，有选择地将某些热点代码提前编译并缓存在本地，在执行的时候效率就非常高了

-Xmx 、-Xms 、-Xss 属于 XX 参数？

是缩写

  • -Xms<size> : 设置初始 Java 堆大小，等价于 -XX:InitialHeapSize
  • -Xmx<size> : 设置最大 Java 堆大小，等价于 -XX:MaxHeapSize
  • -Xss<size> : 设置 Java 线程堆栈大小，等价于 -XX:ThreadStackSize

类型三：-XX 参数选项

特点

  • 以 -XX 开头
  • 非标准化参数
  • 这类选项属于实验性，不稳定
  • 使用的最多的参数类型

作用

用于开发和调试 JVM

分类

Boolean 类型格式
  • -XX:+<option> 表示启用 option 属性
  • -XX:-<option> 表示禁用 option 属性
非 Boolean 类型格式（key-value类型）
  • 数值型格式 -XX:<option>=<number>
  • 非数值型格式 -XX:<name>=<string>

特别

-XX:+PrintFlagsFinal

  • 输出所有参数的名称和默认值
  • 默认不包括 Diagnostic 和 Experimental 的参数
  • 可以配合 -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions 和 -XX:UnlockExperimentalVMOptions 使用

2. 添加 JVM 参选项

eclipse 和 idea 中配置不必多说，在 Run Configurations 中 VM Options 中配置即可，大同小异

运行 jar 包

java -Xms100m -Xmx100m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCTimeStamps -jar demo.jar

Tomcat 运行 war 包

  • Linux 下 catalina.sh 添加 JAVA_OPTS="-Xms512M -Xmx1024M"

  • Windows 下 catalina.bat 添加 set "JAVA_OPTS=-Xms512M -Xmx1024M"

程序运行中

不是所有参数都能设置，只有 manageable 的才能设置

查看被标记为 manageable 的参数：java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep manageable

  • 设置 Boolean 类型参数 jinfo -flag [+|-]<name> <pid>

  • 设置非 Boolean 类型参数 jinfo -flag <name>=<value> <pid>

3. 常用的 JVM 参数选项

打印设置的 XX 选项及值

-XX:+PrintCommandLineFlags 程序运行时JVM默认设置或用户手动设置的XX选项
-XX:+PrintFlagsInitial 打印所有XX选项的默认值
-XX:+PrintFlagsFinal 打印所有XX选项的实际值
-XX:+PrintVMOptions 打印JVM的参数

堆、栈、方法区等内存大小设置

# 栈
-Xss128k <==> -XX:ThreadStackSize=128k 设置线程栈的大小为128K

# 堆
-Xms2048m <==> -XX:InitialHeapSize=2048m 设置JVM初始堆内存为2048M
-Xmx2048m <==> -XX:MaxHeapSize=2048m 设置JVM最大堆内存为2048M
-Xmn2g <==> -XX:NewSize=2g -XX:MaxNewSize=2g 设置年轻代大小为2G
-XX:SurvivorRatio=8 设置Eden区与Survivor区的比值，默认为8
-XX:NewRatio=2 设置老年代与年轻代的比例，默认为2
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy 设置大小比例自适应，默认开启
-XX:PretenureSizeThreshold=1024 设置让大于此阈值的对象直接分配在老年代，只对Serial、ParNew收集器有效
-XX:MaxTenuringThreshold=15 设置新生代晋升老年代的年龄限制，默认为15
-XX:TargetSurvivorRatio 设置MinorGC结束后Survivor区占用空间的期望比例

# 方法区
-XX:MetaspaceSize / -XX:PermSize=256m 设置元空间/永久代初始值为256M
-XX:MaxMetaspaceSize / -XX:MaxPermSize=256m 设置元空间/永久代最大值为256M
-XX:+UseCompressedOops 使用压缩对象
-XX:+UseCompressedClassPointers 使用压缩类指针
-XX:CompressedClassSpaceSize 设置Klass Metaspace的大小，默认1G

# 直接内存
-XX:MaxDirectMemorySize 指定DirectMemory容量，默认等于Java堆最大值

OutOfMemory 相关的选项

-XX:+HeapDumpOnOutMemoryError 内存出现OOM时生成Heap转储文件，两者互斥
-XX:+HeapDumpBeforeFullGC 出现FullGC时生成Heap转储文件，两者互斥
-XX:HeapDumpPath=<path> 指定heap转储文件的存储路径，默认当前目录
-XX:OnOutOfMemoryError=<path> 指定可行性程序或脚本的路径，当发生OOM时执行脚本

垃圾收集器相关选项

img

  • 红色虚线表示在 jdk 8 时被 Deprecate，jdk 9 时被删除
  • 绿色虚线表示在 jdk 14 时被 Deprecate
  • 绿色虚框表示在 jdk 9 时被 Deprecate，jdk 14 时被删除

查看默认垃圾收集器

  • -XX:+PrintCommandLineFlags ：查看命令行相关参数(包含使用的垃圾收集器
  • 使用命令行指令：jnfo -flag 相关垃圾回收器参数 进程 ID

Serial 回收器

-XX:+UseSerialGC  年轻代使用Serial GC， 老年代使用Serial Old GC

ParNew 回收器

-XX:+UseParNewGC  年轻代使用 ParNew GC
-XX:ParallelGCThreads=N  限制线程数量，默认开启和CPU数量相同的线程数

Parallel 回收器

-XX:+UseParallelGC  年轻代使用 Parallel Scavenge GC，互相激活
-XX:+UseParallelOldGC  老年代使用 Parallel Old GC，互相激活
-XX:ParallelGCThreads 设置年轻代并行收集器的线程数。一般地，最好与CPU数量相等，以避免过多的线程数影响垃圾收集性能。
-XX:MaxGCPauseMillis  设置垃圾收集器最大停顿时间（即STW的时间），单位是毫秒。
	为了尽可能地把停顿时间控制在MaxGCPauseMills以内，收集器在工作时会调整Java堆大小或者其他一些参数。
	对于用户来讲，停顿时间越短体验越好；但是服务器端注重高并发，整体的吞吐量。
	所以服务器端适合Parallel，进行控制。该参数使用需谨慎。
-XX:GCTimeRatio  垃圾收集时间占总时间的比例（1 / (N＋1)），用于衡量吞吐量的大小
	取值范围（0,100），默认值99，也就是垃圾回收时间不超过1％。
	与前一个-XX：MaxGCPauseMillis参数有一定矛盾性。暂停时间越长，Radio参数就容易超过设定的比例。
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy  设置Parallel Scavenge收集器具有自适应调节策略。
	在这种模式下，年轻代的大小、Eden和Survivor的比例、晋升老年代的对象年龄等参数会被自动调整，以达到在堆大小、吞吐量和停顿时间之间的平衡点。
	在手动调优比较困难的场合，可以直接使用这种自适应的方式，仅指定虚拟机的最大堆、目标的吞吐量（GCTimeRatio）和停顿时间（MaxGCPauseMills），让虚拟机自己完成调优工作。

CMS 回收器

-XX:+UseConcMarkSweepGC  年轻代使用CMS GC。	开启该参数后会自动将-XX：＋UseParNewGC打开。即：ParNew（Young区）+ CMS（Old区）+ Serial Old的组合
-XX:CMSInitiatingOccupanyFraction  设置堆内存使用率的阈值，一旦达到该阈值，便开始进行回收。JDK5及以前版本的默认值为68，DK6及以上版本默认值为92％。	如果内存增长缓慢，则可以设置一个稍大的值，大的阈值可以有效降低CMS的触发频率，减少老年代回收的次数可以较为明显地改善应用程序性能。	反之，如果应用程序内存使用率增长很快，则应该降低这个阈值，以避免频繁触发老年代串行收集器。	因此通过该选项便可以有效降低Fu1l GC的执行次数。
-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly  是否动态可调，使CMS一直按CMSInitiatingOccupancyFraction设定的值启动
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection  用于指定在执行完Full GC后对内存空间进行压缩整理	以此避免内存碎片的产生。不过由于内存压缩整理过程无法并发执行，所带来的问题就是停顿时间变得更长了。
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction  设置在执行多少次Full GC后对内存空间进行压缩整理。
-XX:ParallelCMSThreads  设置CMS的线程数量。	CMS 默认启动的线程数是(ParallelGCThreads＋3)/4，ParallelGCThreads 是年轻代并行收集器的线程数。	当CPU 资源比较紧张时，受到CMS收集器线程的影响，应用程序的性能在垃圾回收阶段可能会非常糟糕。
-XX:ConcGCThreads  设置并发垃圾收集的线程数，默认该值是基于ParallelGCThreads计算出来的
-XX:+CMSScavengeBeforeRemark  强制hotspot在cms remark阶段之前做一次minor gc，用于提高remark阶段的速度
-XX:+CMSClassUnloadingEnable  如果有的话，启用回收Perm 区（JDK8之前）
-XX:+CMSParallelInitialEnabled  用于开启CMS initial-mark阶段采用多线程的方式进行标记	用于提高标记速度，在Java8开始已经默认开启
-XX:+CMSParallelRemarkEnabled  用户开启CMS remark阶段采用多线程的方式进行重新标记，默认开启
-XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent
-XX:+ExplicitGCInvokesConcurrentAndUnloadsClasses	这两个参数用户指定hotspot虚拟在执行System.gc()时使用CMS周期
-XX:+CMSPrecleaningEnabled  指定CMS是否需要进行Pre cleaning阶段

G1 回收器

-XX:+UseG1GC 手动指定使用G1收集器执行内存回收任务。
-XX:G1HeapRegionSize 设置每个Region的大小。	值是2的幂，范围是1MB到32MB之间，目标是根据最小的Java堆大小划分出约2048个区域。默认是堆内存的1/2000。
-XX:MaxGCPauseMillis  设置期望达到的最大GC停顿时间指标（JVM会尽力实现，但不保证达到）。默认值是200ms
-XX:ParallelGCThread  设置STW时GC线程数的值。最多设置为8
-XX:ConcGCThreads  设置并发标记的线程数。将n设置为并行垃圾回收线程数（ParallelGCThreads）的1/4左右。
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent 设置触发并发GC周期的Java堆占用率阈值。超过此值，就触发GC。默认值是45。
-XX:G1NewSizePercent  新生代占用整个堆内存的最小百分比（默认5％）
-XX:G1MaxNewSizePercent  新生代占用整个堆内存的最大百分比（默认60％）-XX:G1ReservePercent=10  保留内存区域，防止 to space（Survivor中的to区）溢出

怎么选择垃圾回收器？

  • 优先让 JVM 自适应，调整堆的大小

  • 串行收集器：内存小于100M；单核、单机程序，并且没有停顿时间的要求

  • 并行收集器：多CPU、高吞吐量、允许停顿时间超过1秒

  • 并发收集器：多CPU、追求低停顿时间、快速响应（比如延迟不能超过1秒，如互联网应用）

  • 官方推荐G1，性能高。现在互联网的项目，基本都是使用G1

特别说明：

  • 没有最好的收集器，更没有万能的收集器

  • 调优永远是针对特定场景、特定需求，不存在一劳永逸的收集器

GC 日志相关选项

常用参数

-XX:+PrintGC <==> -verbose:gc  打印简要日志信息
-XX:+PrintGCDetails            打印详细日志信息
-XX:+PrintGCTimeStamps  打印程序启动到GC发生的时间，搭配-XX:+PrintGCDetails使用
-XX:+PrintGCDateStamps  打印GC发生时的时间戳，搭配-XX:+PrintGCDetails使用
-XX:+PrintHeapAtGC  打印GC前后的堆信息
-Xloggc:<file> 输出GC导指定路径下的文件中

其他参数

-XX:+TraceClassLoading  监控类的加载
-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime  打印GC时线程的停顿时间
-XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime  打印垃圾收集之前应用未中断的执行时间
-XX:+PrintReferenceGC 打印回收了多少种不同引用类型的引用
-XX:+PrintTenuringDistribution  打印JVM在每次MinorGC后当前使用的Survivor中对象的年龄分布
-XX:+UseGCLogFileRotation 启用GC日志文件的自动转储
-XX:NumberOfGCLogFiles=1  设置GC日志文件的循环数目
-XX:GCLogFileSize=1M  设置GC日志文件的大小

4. 通过 Java 代码获取 JVM 参数

Java 提供了 java.lang.management 包用于监视和管理 Java 虚拟机和 Java 运行时中的其他组件，它允许本地或远程监控和管理运行的 Java 虚拟机。其中 ManagementFactory 类较为常用，另外 Runtime 类可获取内存、 CPU 核数等相关的数据。通过使用这些 API ，可以监控应用服务器的堆内存使用情况，设置一些阈值进行报警等处理。

public class MemoryMonitor {
    public static void main(String[] args) {
        MemoryMXBean memorymbean = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
        MemoryUsage usage = memorymbean.getHeapMemoryUsage();
        System.out.println("INIT HEAP: " + usage.getInit() / 1024 / 1024 + "m");
        System.out.println("MAX HEAP: " + usage.getMax() / 1024 / 1024 + "m");
        System.out.println("USE HEAP: " + usage.getUsed() / 1024 / 1024 + "m");
        System.out.println("\nFull Information:");
        System.out.println("Heap Memory Usage: " + memorymbean.getHeapMemoryUsage());
        System.out.println("Non-Heap Memory Usage: " + memorymbean.getNonHeapMemoryUsage());

        System.out.println("=======================通过java来获取相关系统状态============================ ");
        System.out.println("当前堆内存大小totalMemory " + (int) Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024 + "m");// 当前堆内存大小
        System.out.println("空闲堆内存大小freeMemory " + (int) Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024 + "m");// 空闲堆内存大小
        System.out.println("最大可用总堆内存maxMemory " + Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024 + "m");// 最大可用总堆内存大小

    }
}

标签：JVM,收集器,20220605,优篇,XX,GC,内存,设置
来源： https://www.cnblogs.com/huangwenjie/p/16343380.html

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