JVM运行时参数学习笔记

JuneQs
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JVM运行时参数

01-JVM 参数选项类型

类型一：标准参数选项

  • 特点
    • 以 - 开头
    • 比较稳定，以后基本不会变化
    • 可以用 java 或 java -help 看到可选项

类型二：-X参数选项

  • 特点
    • 非标准化参数
    • 功能比较稳定
    • 以 -X 开头
    • JVM 的 JIT 编译模式的选项
    • 可以通过 java -X 查看可选项
  • 特别的，以下三个等价，都是 -XX类型参数
    • -Xms 设置初始堆大小
      • -XX:InitialHeapSize
    • -Xmx 设置最大堆大小
      • -XX:MaxHeapSize
    • -Xss 设置Java线程堆栈大小
      • -XX:ThreadStackSize

类型三：-XX参数选项

  • 特点
    • 非标准化参数
    • 使用最多的参数类型
    • 这类选项属于实验型，不稳定
    • 以 -XX 开头
    • 用于开发和调试JVM
  • 分类
    • boolean
      • -XX:+
      • -XX:-
    • 非 boolean
      • 数值型：-XX:=
      • 非数值型格式：-XX:=
  • 特别的，-XX:+PrintFlagsFinal：
    • 输出所有有参数的名称和默认值
    • 默认不包括 Diagnostic 和 Expermental 的参数
    • 可以配合以下两个指令使用
      • -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions
      • -XX:UnlockExperimentalVMOptions

02-添加JVM参数选项

直接运行 jar 包

java -Xms50m -Xmx50m -XX:+PrintGCDetails -jar xx.jar

通过 Tomcat

  • Linux系统下可以在 tomcat/bin/catalina.sh 添加如下配置：
    • JAVA_OPTS="-Xms512M -Xmx1024M"
  • Windows系统下在 catalina.bat 中添加如下配置
    • set "JAVA_OPTS=-Xms512M -Xmx1024M"

程序运行过程中

  • 使用 jinfo -flag =
  • 使用 jinfo -flag [ +|- ]

03-常用的JVM参数选项

打印设置的XX选项及值

  • -XX:+PrintCommandLineFlags
    • 可以让程序运行前打印出用户手动设置或JVM自动设置的XX选项
  • -XX:+PrintFlagsInitial
    • 表示打印出所有XX选项的默认值
  • -XX:+PrintFlagsFinal
    • 表示打印出XX选项在程序运行时生效的值
  • -XX:+PrintVMOptions
    • 打印JVM的参数

堆、栈、方法区等内存大小设置

栈

  • -Xss128k
    • 设置每个线程的栈大小为128k
    • 等价于-XX:ThreadStackSize=128k

堆内存

  • -Xms3550m
    • 等价于-XX:InitialHeapSize
    • 设置JVM初始堆内存为3550m
  • -Xmx3550m
    • 等价于-XX:MaxHeapSize
    • 设置JVM最大最内存为3550m
  • -Xmn2g
    • 设置年轻代大小为2G
    • 官方推荐配置为整个堆大小的3/8
  • -XX:NewSize=1024m
    • 设置年轻代初始值为1024m
  • -XX:MaxNewSize=1024m
    • 设置年轻代最大值为1024m
  • -XX:SurvivorRatio=8
    • 设置年轻代中Eden与一个Survivor的比例，默认8
  • -XX:+UseAdaptiveSizePolicy
    • 自动选择各区的大小比例
  • -XX:NewRatio=4
    • 设置老年代与年轻代的比值
  • -XX:PretenureSizeThreadshold=1024
    • 设置让大于此阈值的对象直接分配在老年代，单位字节
    • 只对Serial、ParNew收集器有效
  • -XX:MaxTenuringThrehold=15
    • 新生代每次MinorGC之后，还存活的对象年龄+1，当对象的年龄大于此设定值时晋升老年代，默认15
  • -XX:StringTableSize=1009
    • 设置StringTableSize 大小，当系统中字符串较多时，扩大此值可以提升性能

OutOfMemory 相关的选项

  • -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
    • 表示在内存出现OOM的时候，把Heap转存（Dump）到文件便于后续分析
  • -XX:+HeapDumpBeforeFullGC
    • 表示出现Full GC之前，生成Heap转储文件
  • -XX:+HeapDumpPath=<path>
    • 指定heap转存文件的路径
  • -XX:OnOutOfMemoryError
    • 指定一个可行性程序或者脚本的路径，当发生OOM的时候，执行该脚本
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垃圾回收器相关选项

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查看默认垃圾收集器
  • -XX:+PrintCommandLineFlags
    • 查看命令行相关参数
  • jinfo -flag 相关垃圾回收器参数 进程ID
Serial 回收器

Serial收集器作为HotSpot中Client模式下的默认新生代垃圾收集器。Serial Old是运行在Client模式下默认的老年代垃圾回收器。

  • -XX:+UseSerialGC：使用该GC
ParNew 回收器

  • -XX:+UseParNewGC：手动指定使用ParNew收集器执行内存回收任务。它表示年轻代使用并行收集器，不影响老年代。

  • -XX:ParallelGCThreads=n：限制线程数量，默认开启和CPU数据相同的线程数。

Parallel 回收器
  • -XX:+UseParallelGC：手动指定年轻代使用Parallel并行收集器执行内存回收任务
  • -XX:+UseParallelOldGC：手动指定老年代都是使用并行回收收集器。
    • 分别适用于老年代和新生代，JDK 8 默认开启
  • -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。
    • 默认情况下，当CPU数量小于8个，ParallelGCThreads的值等于CPU数量
    • 当CPU数量大于8个，ParallelGCThreads的值等于 3+[ 5*CPU_Count /8 ]
  • -XX:MaxGCPauseMillis：设置垃圾收集器最大停顿时间（STW），单位毫秒
    • 为了尽可能的把停顿时间控制在MaxGCPauseMillis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，但是在服务器端，我们注重高并发，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。用于衡量吞吐量的大小
    • 取值范围（0,100）。默认99，也就是垃圾回收时间不超过1%
    • 与前一个参数有一定的矛盾性，暂停时间越长，Ratio参数就越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
    • 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，已达到在堆大小、吞吐量和停顿时间的平衡点。
    • 在手动调优比较苦难的场合，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（MaxGCPauseMillis），让虚拟机自己完成调优工作。
CMS 回收器
  • -XX:+UseConcMarkSweepGC：手动指定使用CMS收集器执行内存回收任务。
    • 开启该参数后会自动将-XX:+UseParNewGC打开
  • -XX:CMSlnitiatingOccupanyFraction：设置堆内存使用的阈值，一旦达到该阈值，便开始进行回收。
    • JDK5及以前的版本默认68；JDK6及以上的版本默认92
    • 如果内存增长缓慢，则可以设置一稍大的值，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Full GC的执行次数。
  • -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长了。
  • -XX:CMSFullGCBeforeCompaction：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

特别说明

  • JDK 9：CMS被标记 deprecated
  • JDK 14：删除CMS垃圾收集器
G1 回收器
  • -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200ms
  • -XX:ParallelGCThread：设置STW时线程数的值，最多为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，触发GC，默认45
  • -XX:G1NewSizePercent -XX:G1MaxNewSizePercent：新生代占用整个堆内存的最小百分比（默认5%）、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
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GC日志相关选项

常用参数
  • -verbose:gc
    • 输出gc日志信息，默认输出到标准输出。
  • -XX:+PrintGC
    • 等同于-verbose:gc
    • 表示打开简化的GC日志
  • -XX:+PrintGCDetails
    • 在发生垃圾回收时打印内存回收详细的日志，并在进程退出时输出当前内存各区域分配情况
  • -XX:+PrintGCTimeStamps
    • 输出GC发生时的时间戳
  • -XX:+PrintGCDataStamps
    • 输出GC发生时的时间戳（形如 2013-05-04T21:53:59.234+0800）
  • -XX:+PrintHeapAtGC
    • 每一次GC前和GC后，都打印堆信息
  • -Xloggc:
    • 把GC日志写入到一个文件中去，而不是打印到标准输出中
其他参数
  • -XX:+DisableExplicitGC
    • 禁止hotspot执行System.gc( )，默认禁用
  • -XX:ReservedCodeCacheSize=[g|m|k]
  • -XX:InitialCodeCacheSize=[g|m|k]
    • 指定代码缓存的大小
  • -XX:+UseCodeCacheFlushing
    • 使用该参数让JVM放弃一些被编译的代码，避免代码缓存占满时JVM切换到interpreted-only情况
  • -XX:+DoEscapeAnalysis
    • 开启逃逸分析
  • -XX:+UseBiasedLocking
    • 开启偏向锁
  • -XX:+UseLargePages
    • 开启使用大页面
  • -XX:+UseTLAB
    • 使用TLAB，默认打开
  • -XX:+PrintTLAB
    • 打印TLAB的使用情况
  • -XX:TLABSize
    • 设置TLAB大小

04-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，它允许本地和远程监控和管理运行的Java虚拟机。其中ManagementFactory这个类还是挺常用的。另外还有Runtime类也可以获取一些内存、CPU核数等相关的数据。

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