知识大全 JVM参数设置、分析

Posted 2022-07-19 知

篇首语：于高山之巅，方见大河奔涌；于群峰之上，更觉长风浩荡。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了知识大全 JVM参数设置、分析相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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不管是YGC还是Full GC GC过程中都会对导致程序运行中中断正确的选择不同的GC策略调整JVM GC的参数可以极大的减少由于GC工作而导致的程序运行中断方面的问题进而适当的提高Java程序的工作效率但是调整GC是以个极为复杂的过程由于各个程序具备不同的特点如 web和GUI程序就有很大区别（Web可以适当的停顿但GUI停顿是客户无法接受的）而且由于跑在各个机器上的配置不同（主要cup个数内存不同）所以使用的GC种类也会不同（如何选择见GC种类及如何选择）本文将注重介绍JVM GC的一些重要参数的设置来提高系统的性能 JVM内存组成及GC相关内容请见之前的文章 JVM内存组成 GC策略&内存申请 JVM参数的含义实例见实例分析

　　 参数名称含义默认值 Xms 初始堆大小物理内存的 / (< GB) 默认(MinHeapFreeRatio参数可以调整)空余堆内存小于 %时 JVM就会增大堆直到 Xmx的最大限制 Xmx 最大堆大小物理内存的 / (< GB) 默认(MaxHeapFreeRatio参数可以调整)空余堆内存大于 %时 JVM会减少堆直到 Xms的最小限制 Xmn 年轻代大小( or lator) 注意此处的大小是（eden+ survivor space) 与jmap heap中显示的New gen是不同的整个堆大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小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 / XX:NewSize 设置年轻代大小(for / ) XX:MaxNewSize 年轻代最大值(for / ) XX:PermSize 设置持久代(perm gen)初始值物理内存的 / XX:MaxPermSize 设置持久代最大值物理内存的 / Xss 每个线程的堆栈大小 JDK 以后每个线程堆栈大小为 M 以前每个线程堆栈大小为 K 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 ~ 左右一般小的应用如果栈不是很深应该是 k够用的大的应用建议使用 k 这个选项对性能影响比较大需要严格的测试（校长）和threadstacksize选项解释很类似官方文档似乎没有解释在论坛中有这样一句话: Xss is translated in a VM flag named ThreadStackSize 一般设置这个值就可以了 XX:ThreadStackSize Thread Stack Size ( means use default stack size) [Sparc: ; Solaris x : (was prior in and earlier); Sparc bit: ; Linux amd : (was in and earlier); all others ] XX:NewRatio 年轻代(包括Eden和两个Survivor区)与年老代的比值(除去持久代) XX:NewRatio= 表示年轻代与年老代所占比值为 : 年轻代占整个堆栈的 / Xms=Xmx并且设置了Xmn的情况下该参数不需要进行设置 XX:SurvivorRatio Eden区与Survivor区的大小比值设置为则两个Survivor区与一个Eden区的比值为 : 一个Survivor区占整个年轻代的 / XX:LargePageSizeInBytes 内存页的大小不可设置过大会影响Perm的大小 = m XX:+UseFastAccessorMethods 原始类型的快速优化 XX:+DisableExplicitGC 关闭System gc() 这个参数需要严格的测试 XX:MaxTenuringThreshold 垃圾最大年龄如果设置为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率该参数只有在串行GC时才有效 XX:+AggressiveOpts 加快编译 XX:+UseBiasedLocking 锁机制的性能改善 Xnoclassgc 禁用垃圾回收 XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB 每兆堆空闲空间中SoftReference的存活时间 s softly reachable objects will remain alive for some amount of time after the last time they were referenced The default value is one second of lifetime per free megabyte in the heap XX:PretenureSizeThreshold 对象超过多大是直接在旧生代分配单位字节新生代采用Parallel Scavenge GC时无效另一种直接在旧生代分配的情况是大的数组对象且数组中无外部引用对象 XX:TLABWasteTargetPercent TLAB占eden区的百分比 % XX:+CollectGen First FullGC时是否先YGC false

　　并行收集器相关参数

　　 XX:+UseParallelGC Full GC采用parallel MSC(此项待验证)

　　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 (此项待验证)

XX:+UseParNewGC 设置年轻代为并行收集可与CMS收集同时使用JDK 以上 JVM会根据系统配置自行设置所以无需再设置此值 XX:ParallelGCThreads 并行收集器的线程数此值最好配置与处理器数目相等同样适用于CMS XX:+UseParallelOldGC 年老代垃圾收集方式为并行收集(Parallel Compacting) 这个是JAVA 出现的参数选项 XX:MaxGCPauseMillis 每次年轻代垃圾回收的最长时间(最大暂停时间) 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 自动选择年轻代区大小和相应的Survivor区比例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 XX:GCTimeRatio 设置垃圾回收时间占程序运行时间的百分比公式为 /( +n) XX:+ ScavengeBeforeFullGC Full GC前调用YGC true Do young generation GC prior to a full GC (Introduced in )

　　CMS相关参数

　　 XX:+UseConcMarkSweepGC 使用CMS内存收集测试中配置这个以后 XX:NewRatio= 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:+AggressiveHeap 试图是使用大量的物理内存长时间大内存使用的优化能检查计算资源（内存处理器数量）至少需要 MB内存大量的CPU／内存（在在 CPU的机器上已经显示有提升） XX:CMSFullGCsBeforeCompaction 多少次后进行内存压缩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:+CMSParallelRemarkEnabled 降低标记停顿 XX+UseCMSCompactAtFullCollection 在FULL GC的时候对年老代的压缩 CMS是不会移动内存的因此这个非常容易产生碎片导致内存不够用因此内存的压缩这个时候就会被启用增加这个参数是个好习惯可能会影响性能但是可以消除碎片 XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly 使用手动定义初始化定义开始CMS收集禁止hostspot自行触发CMS GC XX:CMSInitiatingOccupancyFraction= 使用cms作为垃圾回收使用％后开始CMS收集为了保证不出现promotion failed(见下面介绍)错误该值的设置需要满足以下公式CMSInitiatingOccupancyFraction计算公式 XX:CMSInitiatingPermOccupancyFraction 设置Perm Gen使用到达多少比率时触发 XX:+CMSIncrementalMode 设置为增量模式用于单CPU情况 XX:+CMSClassUnloadingEnabled

　　辅助信息

　　 XX:+PrintGC

　　输出形式:

　　[GC K > K( K) secs][Full GC K > K( K) secs]

XX:+PrintGCDetails

　　输出形式:[GC [DefNew: K > K( K) secs] K > K( K) secs][GC [DefNew: K > K( K) secs][Tenured: K > K( K) secs] K > K( K) secs]

XX:+PrintGCTimeStamps XX:+PrintGC:PrintGCTimeStamps 可与 XX:+PrintGC XX:+PrintGCDetails混合使用输出形式: : [GC K > K( K) secs] 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: seconds 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: seconds XX:+PrintHeapAtGC 打印GC前后的详细堆栈信息 Xloggc:filename 把相关日志信息记录到文件以便分析与上面几个配合使用

　　 XX:+PrintClassHistogram

garbage collects before printing the histogram XX:+PrintTLAB 查看TLAB空间的使用情况 XX:+PrintTenuringDistribution 查看每次minor GC后新的存活周期的阈值

　　Desired survivor size bytes new threshold (max )new threshold 即标识新的存活周期的阈值为

　　GC性能方面的考虑

　　对于GC的性能主要有个方面的指标吞吐量throughput（工作时间不算gc的时间占总的时间比）和暂停pause（gc发生时app对外显示的无法响应）

　　 Total Heap

　　默认情况下 vm会增加/减少heap大小以维持free space在整个vm中占的比例这个比例由MinHeapFreeRatio和MaxHeapFreeRatio指定

　　一般而言 server端的app会有以下规则

　　◆ 对vm分配尽可能多的memory

　　◆ 将Xms和Xmx设为一样的值如果虚拟机启动时设置使用的内存比较小这个时候又需要初始化很多对象虚拟机就必须重复地增加内存

　　◆ 处理器核数增加内存也跟着增大

　　 The Young Generation

　　另外一个对于app流畅性运行影响的因素是young generation的大小 young generation越大 minor collection越少但是在固定heap size情况下更大的young generation就意味着小的tenured generation 就意味着更多的major collection（major collection会引发minor collection）

　　NewRatio反映的是young和tenured generation的大小比例 NewSize和MaxNewSize反映的是young generation大小的下限和上限将这两个值设为一样就固定了young generation的大小（同Xms和Xmx设为一样）

　　如果希望 SurvivorRatio也可以优化survivor的大小不过这对于性能的影响不是很大 SurvivorRatio是eden和survior大小比例

　　一般而言 server端的app会有以下规则

　　◆ 首先决定能分配给vm的最大的heap size 然后设定最佳的young generation的大小

　　◆ 如果heap size固定后增加young generation的大小意味着减小tenured generation大小让tenured generation在任何时候够大能够容纳所有live的data（留 % %的空余）

　　经验&&规则

　　◆ 年轻代大小选择 ?响应时间优先的应用尽可能设大直到接近系统的最低响应时间限制（根据实际情况选择）在此种情况下年轻代收集发生的频率也是最小的同时减少到达年老代的对象

　　◆ 吞吐量优先的应用尽可能的设置大可能到达Gbit的程度因为对响应时间没有要求垃圾收集可以并行进行一般适合 CPU以上的应用

　　◆ 避免设置过小当新生代设置过小时会导致 YGC次数更加频繁可能导致YGC对象直接进入旧生代如果此时旧生代满了会触发FGC

　　◆ 年老代大小选择 ?响应时间优先的应用年老代使用并发收集器所以其大小需要小心设置一般要考虑并发会话率和会话持续时间等一些参数如果堆设置小了可以会造成内存碎片高回收频率以及应用暂停而使用传统的标记清除方式如果堆大了则需要较长的收集时间最优化的方案一般需要参考以下数据获得

　　并发垃圾收集信息持久代并发收集次数传统GC信息花在年轻代和年老代回收上的时间比例

　　◆ 吞吐量优先的应用一般吞吐量优先的应用都有一个很大的年轻代和一个较小的年老代原因是这样可以尽可能回收掉大部分短期对象减少中期的对象而年老代尽存放长期存活对象

　　◆ 较小堆引起的碎片问题

　　因为年老代的并发收集器使用标记清除算法所以不会对堆进行压缩当收集器回收时他会把相邻的空间进行合并这样可以分配给较大的对象但是当堆空间较小时运行一段时间以后就会出现碎片如果并发收集器找不到足够的空间那么并发收集器将会停止然后使用传统的标记清除方式进行回收如果出现碎片可能需要进行如下配置

　　 XX:+UseCMSCompactAtFullCollection:使用并发收集器时开启对年老代的压缩

　　 XX:CMSFullGCsBeforeCompaction= :上面配置开启的情况下这里设置多少次Full GC后对年老代进行压缩

　　◆ 用位操作系统 Linux下位的jdk比位jdk要慢一些但是吃得内存更多吞吐量更大

　　◆ XMX和XMS设置一样大 MaxPermSize和MinPermSize设置一样大这样可以减轻伸缩堆大小带来的压力

　　◆ 使用CMS的好处是用尽量少的新生代经验值是 M－ M 然后老生代利用CMS并行收集这样能保证系统低延迟的吞吐效率实际上cms的收集停顿时间非常的短 G的内存大约－ ms的应用程序停顿时间

　　◆ 系统停顿的时候可能是GC的问题也可能是程序的问题多用jmap和jstack查看或者killall java 然后查看java控制台日志能看出很多问题（相关工具的使用方法将在后面的blog中介绍）

　　◆ 仔细了解自己的应用如果用了缓存那么年老代应该大一些缓存的HashMap不应该无限制长建议采用LRU算法的Map做缓存 LRUMap的最大长度也要根据实际情况设定

　　◆ 采用并发回收时年轻代小一点年老代要大因为年老大用的是并发回收即使时间长点也不会影响其他程序继续运行网站不会停顿

　　◆ JVM参数的设置（特别是 –Xmx –Xms –Xmn XX:SurvivorRatio XX:MaxTenuringThreshold等参数的设置没有一个固定的公式需要根据PV old区实际数据 YGC次数等多方面来衡量为了避免promotion faild可能会导致xmn设置偏小也意味着YGC的次数会增多处理并发访问的能力下降等问题每个参数的调整都需要经过详细的性能测试才能找到特定应用的最佳配置

　　promotion failed

　　垃圾回收时promotion failed是个很头痛的问题一般可能是两种原因产生第一个原因是救助空间不够救助空间里的对象还不应该被移动到年老代但年轻代又有很多对象需要放入救助空间第二个原因是年老代没有足够的空间接纳来自年轻代的对象这两种情况都会转向Full GC 网站停顿时间较长

　　解决方方案一

　　第一个原因我的最终解决办法是去掉救助空间设置 XX:SurvivorRatio= XX:MaxTenuringThreshold= 即可第二个原因我的解决办法是设置CMSInitiatingOccupancyFraction为某个值（假设）这样年老代空间到 %时就开始执行CMS 年老代有足够的空间接纳来自年轻代的对象

　　解决方案一的改进方案

　　又有改进了上面方法不太好因为没有用到救助空间所以年老代容易满 CMS执行会比较频繁我改善了一下还是用救助空间但是把救助空间加大这样也不会有promotion failed 具体操作上位Linux和位Linux好像不一样位系统似乎只要配置MaxTenuringThreshold参数 CMS还是有暂停为了解决暂停问题和promotion failed问题最后我设置 XX:SurvivorRatio= 并把MaxTenuringThreshold去掉这样即没有暂停又不会有promotoin failed 而且更重要的是年老代和永久代上升非常慢（因为好多对象到不了年老代就被回收了）所以CMS执行频率非常低好几个小时才执行一次这样服务器都不用重启了

　　 Xmx M Xms M Xmn M XX:PermSize= M XX:MaxPermSize= M Xss K XX:+DisableExplicitGC XX:SurvivorRatio= XX:+UseConcMarkSweepGC XX:+UseParNewGC XX:+CMSParallelRemarkEnabled XX:+UseCMSCompactAtFullCollection XX:CMSFullGCsBeforeCompaction= XX:+CMSClassUnloadingEnabled XX:LargePageSizeInBytes= M XX:+UseFastAccessorMethods XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly XX:CMSInitiatingOccupancyFraction= XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB= XX:+PrintClassHistogram XX:+PrintGCDetails XX:+PrintGCTimeStamps XX:+PrintHeapAtGC Xloggc:log/gc log

　　CMSInitiatingOccupancyFraction值与Xmn的关系公式

　　上面介绍了promontion faild产生的原因是EDEN空间不足的情况下将EDEN与From survivor中的存活对象存入To survivor区时 To survivor区的空间不足再次晋升到old gen区而old gen区内存也不够的情况下产生了promontion faild从而导致full gc 那可以推断出 eden+from survivor < old gen区剩余内存时不会出现promontion faild的情况即

　　（Xmx Xmn）*（ CMSInitiatingOccupancyFraction/ ）>=（Xmn Xmn/（SurvivorRatior+ ））进而推断出

　　CMSInitiatingOccupancyFraction <=（（Xmx Xmn）（Xmn Xmn/（SurvivorRatior+ ）））/（Xmx Xmn）*

　　例如

　　当xmx= xmn= SurvivorRatior= 时 CMSInitiatingOccupancyFraction<=（（）（ /（ + ）））/（）* =

　　当xmx= xmn= SurvivorRatior= 时 CMSInitiatingOccupancyFraction<=（（）（ /（ + ）））/（）* = …

　　当xmx= xmn= SurvivorRatior= 时 CMSInitiatingOccupancyFraction<=（（）（ /（ + ）））/（）* =

　　CMSInitiatingOccupancyFraction低于 % 需要调整xmn或SurvivorRatior值

　　令

cha138/Article/program/Java/hx/201311/26794