JVM 中常用的调优参数总结
一、背景介绍
在之前的文章中,我们介绍了 JVM 相关的命令参数知识,其实每一个 JDK 版本,参数的可选项可能略有不同。
如何根据当前版本,合理的对服务进行调参呢?
开发者可以直接在命令窗口通过java -help
命令来查看。下面我们一起来看看如何使用当前版本 JVM 相关的参数选项。
二、JVM 参数选项
比如本文采用的是 JDK1.8,通过以上的帮助命令输出信息如下。
>java -help
用法: java [-options] class [args...]
(执行类)
或 java [-options] -jar jarfile [args...]
(执行 jar 文件)
其中选项包括:
-d32 使用 32 位数据模型 (如果可用)
-d64 使用 64 位数据模型 (如果可用)
-server 选择 "server" VM
默认 VM 是 server.
-cp <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径>
-classpath <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径>
用 : 分隔的目录, JAR 档案
和 ZIP 档案列表, 用于搜索类文件。
-D<名称>=<值>
设置系统属性
-verbose:[class|gc|jni]
启用详细输出
-version 输出产品版本并退出
-version:<值>
警告: 此功能已过时, 将在
未来发行版中删除。
需要指定的版本才能运行
-showversion 输出产品版本并继续
-jre-restrict-search | -no-jre-restrict-search
警告: 此功能已过时, 将在
未来发行版中删除。
在版本搜索中包括/排除用户专用 JRE
-? -help 输出此帮助消息
-X 输出非标准选项的帮助
-ea[:<packagename>...|:<classname>]
-enableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
按指定的粒度启用断言
-da[:<packagename>...|:<classname>]
-disableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
禁用具有指定粒度的断言
-esa | -enablesystemassertions
启用系统断言
-dsa | -disablesystemassertions
禁用系统断言
-agentlib:<libname>[=<选项>]
加载本机代理库 <libname>, 例如 -agentlib:hprof
另请参阅 -agentlib:jdwp=help 和 -agentlib:hprof=help
-agentpath:<pathname>[=<选项>]
按完整路径名加载本机代理库
-javaagent:<jarpath>[=<选项>]
加载 Java 编程语言代理, 请参阅 java.lang.instrument
-splash:<imagepath>
使用指定的图像显示启动屏幕
有关详细信息, 请参阅 http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/documentation/index.html。
在之前的文章中,我们介绍了 Client 和 Server 模式的 JVM,不同模式下的 JVM,垃圾收集方式略有不同。
对于 64 位的操作系统,只支持 Server 模式的 JVM,默认使用并行垃圾收集器,适用于需要大内存的应用程序,也是服务器首选的 JVM 模式;对于 32 位的操作系统,默认使用 Client 类型的 JVM,默认采用串行垃圾收集器,适用于对内存要求较小的桌面应用程序,以便取得更好的运行效率。
如何查看当前系统默认使用的是那种模式呢?
可以通过java -version
命令,看到Server VM
字样,代表当前系统使用是 Server
模式,比如下面示例。
> java -version
java version "1.8.0_202"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_202-b08)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.202-b08, mixed mode)
2.1、-X 类型参数选项
在 JVM 中-X
类型的参数属于常用参数,比如设置堆最大内存、堆最小内存、线程堆栈大小等,在终端输出java -X
命令,即可查看相关参数选项说明。
比如下面示例。
> java -X
-Xmixed 混合模式执行 (默认)
-Xint 仅解释模式执行
-Xbootclasspath:<用 : 分隔的目录和 zip/jar 文件>
设置搜索路径以引导类和资源
-Xbootclasspath/a:<用 : 分隔的目录和 zip/jar 文件>
附加在引导类路径末尾
-Xbootclasspath/p:<用 : 分隔的目录和 zip/jar 文件>
置于引导类路径之前
-Xdiag 显示附加诊断消息
-Xnoclassgc 禁用类垃圾收集
-Xincgc 启用增量垃圾收集
-Xloggc:<file> 将 GC 状态记录在文件中 (带时间戳)
-Xbatch 禁用后台编译
-Xms<size> 设置初始 Java 堆大小
-Xmx<size> 设置最大 Java 堆大小
-Xss<size> 设置 Java 线程堆栈大小
-Xprof 输出 cpu 配置文件数据
-Xfuture 启用最严格的检查, 预期将来的默认值
-Xrs 减少 Java/VM 对操作系统信号的使用 (请参阅文档)
-Xcheck:jni 对 JNI 函数执行其他检查
-Xshare:off 不尝试使用共享类数据
-Xshare:auto 在可能的情况下使用共享类数据 (默认)
-Xshare:on 要求使用共享类数据, 否则将失败。
-XshowSettings 显示所有设置并继续
-XshowSettings:all
显示所有设置并继续
-XshowSettings:vm 显示所有与 vm 相关的设置并继续
-XshowSettings:properties
显示所有属性设置并继续
-XshowSettings:locale
显示所有与区域设置相关的设置并继续
-X 选项是非标准选项, 如有更改, 恕不另行通知。
如何查看当前 JVM 默认使用的是哪种模式执行呢?
还是一样,通过java -version
命令,看到mixed mode
字样,表示当前系统使用是混合模式执行。
2.2、-XX 类型参数选项
在 JVM 中-XX
类型的参数也属于常用参数,通常用于表示开启某个参数选项,或者禁用每个参数选项。
当用于表达开启和禁用某个属性时,书写方式如下:
-XX:+<option> 启用option属性
-XX:-<option> 禁用option属性
示例如下:
-- 开启压缩对象
-XX:+UseCompressedOops
-- 关闭压缩对象
-XX:-UseCompressedOops
同时,也可以用于表达设置某个参数值,书写方式如下:
-XX:<option>=<number> 设置option数值,可以带单位如k/K/m/M/g/G
-XX:<option>=<string> 设置option字符值
示例如下:
-- 设置老年代与年轻代的比例,默认为2
-XX:NewRatio=2
-- 设置年轻代的内存空间为2G
-XX:NewSize=2g
三、JVM 参数使用方式
启动 Java 应用程序的方式有多种,比如运行一个可执行的类,或者可执行的 Jar 包,或者通过 tomcat 容器来启动 war 包等。
那么如何在启动服务的时候添加指定的 JVM 参数选项呢?
其实在上文的java -help
命令输出的头部信息中,已经说明了用法。
3.1、运行可执行的类
对于运行一个可执行的类,比如手动设置运行时线程堆栈大小为256 kb
,示例如下:
java -Xss256k StackErrorTest
如果使用的是 eclipse 或者 idea,就更简单了,在 Run Configurations 中 VM Options 中配置即可。
3.2、运行可执行的 jar
对于运行可执行的 jar,也同样简单,比如手动设置运行时 Java 堆大小为 100 M,并打印 GC 日志,示例如下:
java -Xms100m -Xmx100m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCTimeStamps -jar demo.jar
3.3、tomcat 容器启动
实际上,很多 Java 应用程序,依然采用 tomcat 容器来启动 war,这种方式也可以添加指定的 JVM 参数选项。示例如下:
# linux下 catalina.sh 添加
JAVA_OPTS="-Xms512M -Xmx1024M"
# windows下 catalina.bat 添加
set "JAVA_OPTS=-Xms512M -Xmx1024M"
3.4、运行时手动设置
针对某些场景,如果不想重启服务,仅仅进行调试处理,开发者可以通过jinfo
命令来设置对应的参数选项。示例如下:
# 设置Boolean类型参数
jinfo -flag [+|-]<name> <pid>
# 设置非Boolean类型参数
jinfo -flag <name>=<value> <pid>
四、常用 JVM 参数
JVM 为开发者提供了很多的参数选项,其实并不需要刻意去记住它,我们只需要了解一些常用的参数用法即可。
下面我们一起来了解一下相关的参数。
4.1、堆栈内存大小设置相关的参数选项
- 虚拟机栈空间相关常用参数
-Xss256k <==> -XX:ThreadStackSize=256k 设置线程堆栈的大小为256K
- 堆空间相关常用参数
-Xms1024m <==> -XX:InitialHeapSize=1024m 设置JVM初始堆内存为1024M
-Xmx1024m <==> -XX:MaxHeapSize=1024m 设置JVM最大堆内存为1024M
-Xmn1g <==> -XX:NewSize=1g -XX:MaxNewSize=1g 设置年轻代大小为1G
-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:PretenureSizeThreadshold=512 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=80 设置MinorGC结束后Survivor区占用空间的期望比例
- 方法区相关常用参数
-XX:PermSize=512m 永久代初始值为512M(JDK1.7及以前的版本)
-XX:MaxPermSize=512m 永久代最大值为512M(JDK1.7及以前的版本)
-XX:MetaspaceSize=512m 设置元空间为512M(JDK1.8及之后的版本)
-XX:MaxMetaspaceSize=512m 设置元空间最大值为512M(JDK1.8及之后的版本)
-XX:+UseCompressedOops 使用压缩对象
-XX:+UseCompressedClassPointers 使用压缩类指针
-XX:CompressedClassSpaceSize=1028m 设置Klass Metaspace的大小
- 直接内存相关常用参数
-XX:MaxDirectMemorySize=1024m 指定DirectMemory容量,默认没有配置的情况下等于Java堆最大值
4.2、打印日志相关的参数选项
-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
4.3、OutOfMemory相关的参数选项
-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
4.4、垃圾收集器相关的参数选项
4.4.1、Serial回收器
-XX:+UseSerialGC 年轻代使用Serial GC, 老年代使用Serial Old GC
4.4.2、ParNew回收器
-XX:+UseParNewGC 年轻代使用ParNew GC
-XX:ParallelGCThreads 设置年轻代并行收集器的线程数
4.4.3、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
-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
-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。
4.4.4、CMS回收器
-XX:+UseConcMarkSweepGC 老年代使用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,JDK6及以上版本默认值为92%。
-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。
-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
4.4.5、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
4.5、GC日志相关的参数选项
-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,如下图
-Xloggc:<file> 输出GC导指定路径下的文件中
-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
4.6、其它相关的参数选项
-XX:+DisableExplicitGC 禁用hotspot执行System.gc(),默认禁用
-XX:ReservedCodeCacheSize=<n>[g|m|k]、-XX:InitialCodeCacheSize=<n>[g|m|k] 指定代码缓存的大小
-XX:+UseCodeCacheFlushing 放弃一些被编译的代码,避免代码缓存被占满时JVM切换到interpreted-only的情况
-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:+PrintTLAB 打印TLAB的使用情况
-XX:TLABSize 设置TLAB大小
五、小结
如果需要获取当前服务详细的 JVM 参数,可以通过jinfo
命令实时查看和调整虚拟机运行参数。
也可以通过 JDK 提供的 ManagementFactory 工具类来查询当前服务的堆内存使用情况。示例如下!
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
}
}
输出内容如下:
INIT HEAP: 128m
MAX HEAP: 1820m
USE HEAP: 2m
Full Information:
Heap Memory Usage: init = 134217728(131072K) used = 2735384(2671K) committed = 128974848(125952K) max = 1908932608(1864192K)
Non-Heap Memory Usage: init = 2555904(2496K) used = 4703960(4593K) committed = 8060928(7872K) max = -1(-1K)
=======================通过java来获取相关系统状态============================
当前堆内存大小totalMemory 123m
空闲堆内存大小freeMemory 120m
最大可用总堆内存maxMemory 1820m
本文主要围绕 JVM 相关的参数选项使用,做了一次知识内容的整理和总结。内容比较多,如果有描述不对的地方,欢迎大家留言指出,不胜感激。
六、参考
1.https://zhuanlan.zhihu.com/p/613572945
作者:潘志的技术笔记
出处:https://pzblog.cn/
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