JVM参数整理

jnstyle 2016-04-15

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jvm参数较多，常用的就是之前学习笔记整理的关于OOM异常的调整。

参数分类含义：

标准参数：例如javap -verbose

X参数：所有的这类参数都以-X开始，例如常用的-Xmx,

对于布尔类型的参数，我们有”+”或”-“，然后才设置JVM选项的实际名称。例如，-XX:+用于激活选项，而-XX:-用于注销选项。
对于需要非布尔值的参数，如string或者integer，我们先写参数的名称，后面加上”=”，最后赋值。例如， -XX:=给赋值。

1 -version

这个不细介绍了吧，从一开始学习安装jdk 开始就用这个命令。

注意一个点，HotSpot默认的运行模式混合模式(mixed mode)，意味着JVM在运行时可以动态的把字节码编译为本地代码，让JIT编译器充分发挥其动态潜力。

2-XX:+PrintCommandLineFlags

这个参数让JVM打印出那些已经被用户或者JVM设置过的详细的XX参数的名称和值。

3.内存调优有关：

-Xms and -Xmx

-Xms和-Xmx可以说是最流行的JVM参数，它们可以允许我们指定JVM的初始和最大堆内存大小。

-Xms和-Xmx实际上是-XX:InitialHeapSize和-XX:MaxHeapSize的缩写。

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError and -XX:HeapDumpPath

之前学习笔记关于mat分析dump提到过分析堆内存快照（Heap Dump）是一个很好的定位手段。设置-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 让JVM在发生内存溢出时自动的生成堆内存快照。默认情况下，堆内存快照会保存在JVM的启动目录下名为java_pid.hprof 的文件里（在这里就是JVM进程的进程号）。也可以通过设置-XX:HeapDumpPath=来改变默认的堆内存快照生成路径，可以是相对或者绝对路径。注意一点：dump文件很大，通常在1G以上，磁盘空间要够。

-XX:OnOutOfMemoryError

当内存溢发生时，我们甚至可以可以执行一些指令。

-XX:PermSize and -XX:MaxPermSize

-XX:MaxPermSize 用于设置永久代大小的最大值，-XX:PermSize 用于设置永久代初始大小。

-XX:InitialCodeCacheSize and -XX:ReservedCodeCacheSize

代码缓存区。在JVM里，Java字节码被解释运行，但是它没有直接运行本地代码快。为了提高性能，Oracle Hotspot VM会寻找字节码的”热点”区域，它指频繁被执行的代码，然后编译成本地代码。这些本地代码会被保存在堆外内存的代码缓存区。通常我们注意不到这个区域，如果代码缓存被占满，JVM会打印出一条警告消息，并切换到interpreted-only 模式：JIT编译器被停用，字节码将不再会被编译成机器码。因此，应用程序将继续运行，但运行速度会降低一个数量级。

所以说参数还得跟之前学习jvm结合起来看。

4.新生代GC回收

-XX:NewSize and -XX:MaxNewSize

可以通过参数指定新生代大小。设置 XX:MaxNewSize 参数时，应该考虑到新生代只是整个堆的一部分，新生代设置的越大，老年代区域就会减少。一般不允许新生代比老年代还大，因为要考虑GC时最坏情况，所有对象都晋升到老年代。(译者:会发生OOM错误) -XX:MaxNewSize 最大可以设置为-Xmx/2 .

先写到这里，明天接着整理

XX:NewRatio

可以设置新生代和老年代的相对大小。这种方式的优点是新生代大小会随着整个堆大小动态扩展。参数 -XX:NewRatio 设置老年代与新生代的比例。例如 -XX:NewRatio=3 指定老年代/新生代为3/1. 老年代占堆大小的 3/4 ，新生代占 1/4 .

如果针对新生代,同时定义绝对值和相对值,绝对值将起作用。下面例子：$ java -XX:NewSize=32m -XX:MaxNewSize=512m -XX:NewRatio=3 MyApp

以上设置, JVM 会尝试为新生代分配四分之一的堆大小，但不会小于32MB或大于521MB

-XX:SurvivorRatio

参数 -XX:SurvivorRatio 与 -XX:NewRatio 类似，作用于新生代内部区域。-XX:SurvivorRatio 指定伊甸园区(Eden)与幸存区大小比例. 例如, -XX:SurvivorRatio=10 表示伊甸园区(Eden)是幸存区To 大小的10倍(也是幸存区From的10倍).所以,伊甸园区(Eden)占新生代大小的10/12, 幸存区From和幸存区To 每个占新生代的1/12 .注意,两个幸存区永远是一样大的..

我们希望最小化短命对象晋升到老年代的数量，同时也希望最小化新生代GC 的次数和持续时间.我们需要找到针对当前应用的折中方案, 寻找适合方案的起点是了解当前应用中对象的年龄分布情况。

-XX:InitialTenuringThreshold, -XX:MaxTenuringThreshold and -XX:TargetSurvivorRatio

参数 -XX:+PrintTenuringDistribution 输出中的部分值可以通过其它参数控制。通过 -XX:InitialTenuringThreshold 和 -XX:MaxTenuringThreshold 可以设定老年代阀值的初始值和最大值。另外,可以通过参数 -XX:TargetSurvivorRatio 设定幸存区的目标使用率.例如 , -XX:MaxTenuringThreshold=10 -XX:TargetSurvivorRatio=90 设定老年代阀值的上限为10,幸存区空间目标使用率为90%。

有多种方式,设置新生代行为，没有通用准则。我们必须清楚以下2中情况：

1 如果从年龄分布中发现，有很多对象的年龄持续增长，在到达老年代阀值之前。这表示 -XX:MaxTenuringThreshold 设置过大2 如果 -XX:MaxTenuringThreshold 的值大于1，但是很多对象年龄从未大于1.应该看下幸存区的目标使用率。如果幸存区使用率从未到达，这表示对象都被GC回收，这正是我们想要的。如果幸存区使用率经常达到，有些年龄超过1的对象被移动到老年代中。这种情况，可以尝试调整幸存区大小或目标使用率。

-XX:+PrintTenuringDistribution参数 -XX:+PrintTenuringDistribution 指定JVM 在每次新生代GC时，输出幸存区中对象的年龄分布。例如:

Desired survivor size 75497472 bytes, new threshold 15 (max 15)- age 1: 19321624 bytes, 19321624 total- age 2: 79376 bytes, 19401000 total- age 3: 2904256 bytes, 22305256 total

第一行说明幸存区To大小为 75 MB. 也有关于老年代阀值(tenuring threshold)的信息, 老年代阀值，意思是对象从新生代移动到老年代之前，经过几次GC(即, 对象晋升前的最大年龄). 上例中,老年代阀值为15,最大也是15.之后行表示，对于小于老年代阀值的每一个对象年龄,本年龄中对象所占字节 (如果当前年龄没有对象,这一行会忽略).

当调整堆和GC设置时，我们总是应该同时考虑新生代和老年代。

5 老年代GC

吞吐量越高算法越好
暂停时间越短算法越好

首先让我们来明确垃圾收集(GC)中的两个术语:吞吐量(throughput)和暂停时间(pause times)。不幸的是”高吞吐量”和”低暂停时间”是一对相互竞争的目标（矛盾）。对于年老代，HotSpot虚拟机提供两类垃圾收集算法(除了新的G1垃圾收集算法)，第一类算法试图最大限度地提高吞吐量，而第二类算法试图最小化暂停时间。下面是跟面向吞吐量垃圾收集算法有关的重要JVM配置参数。

-XX:+UseSerialGC

我们使用该标志来激活串行垃圾收集器，例如单线程面向吞吐量垃圾收集器。无论年轻代还是年老代都将只有一个线程执行垃圾收集。该标志被推荐用于只有单个可用处理器核心的JVM。在这种情况下，使用多个垃圾收集线程甚至会适得其反，因为这些线程将争用CPU资源，造成同步开销，却从未真正并行运行。

-XX:+UseParallelGC

有了这个标志，我们告诉JVM使用多线程并行执行年轻代垃圾收集。在我看来，Java 6中不应该使用该标志因为-XX:+UseParallelOldGC显然更合适。需要注意的是Java 7中该情况改变了一点(详见本概述)，就是-XX:+UseParallelGC能达到-XX:+UseParallelOldGC一样的效果。

-XX:+UseParallelOldGC

该标志的命名有点不巧，因为”老”听起来像”过时”。然而，”老”实际上是指年老代，这也解释了为什么-XX:+UseParallelOldGC要优于-XX:+UseParallelGC：除了激活年轻代并行垃圾收集，也激活了年老代并行垃圾收集。当期望高吞吐量，并且JVM有两个或更多可用处理器核心时，我建议使用该标志。

作为旁注，HotSpot的并行面向吞吐量垃圾收集算法通常称为”吞吐量收集器”，因为它们旨在通过并行执行来提高吞吐量。

通过-XX:ParallelGCThreads=我们可以指定并行垃圾收集的线程数量。例如，-XX:ParallelGCThreads=6表示每次并行垃圾收集将有6个线程执行。如果不明确设置该标志，虚拟机将使用基于可用(虚拟)处理器数量计算的默认值。决定因素是由Java Runtime。availableProcessors方法的返回值N，如果N<=8，并行垃圾收集器将使用N个垃圾收集线程，如果N>8个可用处理器，垃圾收集线程数量应为3+5N/8。当JVM独占地使用系统和处理器时使用默认设置更有意义。但是，如果有多个JVM(或其他耗CPU的系统)在同一台机器上运行，我们应该使用-XX:ParallelGCThreads来减少垃圾收集线程数到一个适当的值。例如，如果4个以服务器方式运行的JVM同时跑在在一个具有16核处理器的机器上，设置-XX:ParallelGCThreads=4是明智的，它能使不同JVM的垃圾收集器不会相互干扰。-XX:-UseAdaptiveSizePolicy

吞吐量垃圾收集器提供了一个有趣的(但常见，至少在现代JVM上)机制以提高垃圾收集配置的用户友好性。这种机制被看做是HotSpot在Java 5中引入的”人体工程学”概念的一部分。通过人体工程学，垃圾收集器能将堆大小动态变动像GC设置一样应用到不同的堆区域，只要有证据表明这些变动将能提高GC性能。 “提高GC性能”的确切含义可以由用户通过-XX:GCTimeRatio和-XX:MaxGCPauseMillis(见下文)标记来指定。

重要的是要知道人体工程学是默认激活的。这很好，因为自适应行为是JVM最大优势之一。不过，有时我们需要非常清楚对于特定应用什么样的设置是最合适的，在这些情况下，我们可能不希望JVM混乱我们的设置。每当我们发现处于这种情况时，我们可以考虑通过-XX:-UseAdaptiveSizePolicy停用一些人体工程学。

通过-XX:GCTimeRatio=我们告诉JVM吞吐量要达到的目标值。更准确地说，-XX:GCTimeRatio=N指定目标应用程序线程的执行时间(与总的程序执行时间)达到N/(N+1)的目标比值。例如，通过-XX:GCTimeRatio=9我们要求应用程序线程在整个执行时间中至少9/10是活动的(因此，GC线程占用其余1/10)。基于运行时的测量，JVM将会尝试修改堆和GC设置以期达到目标吞吐量。 -XX:GCTimeRatio的默认值是99，也就是说，应用程序线程应该运行至少99%的总执行时间。告诉JVM最大暂停时间的目标值(以毫秒为单位)。在运行时，吞吐量收集器计算在暂停期间观察到的统计数据(加权平均和标准偏差)。如果统计表明正在经历的暂停其时间存在超过目标值的风险时，JVM会修改堆和GC设置以降低它们。需要注意的是，年轻代和年老代垃圾收集的统计数据是分开计算的，还要注意，默认情况下，最大暂停时间没有被设置。

6.CMS收集器参数

HotSpot JVM的并发标记清理收集器(CMS收集器)的主要目标就是：低应用停顿时间。为了实现安全且正确的并发执行，CMS收集器的GC周期由6个阶段组成。其中4个阶段(名字以Concurrent开始的)与实际的应用程序是并发执行的，而其他2个阶段需要暂停应用程序线程。

初始标记：为了收集应用程序的对象引用需要暂停应用程序线程，该阶段完成后，应用程序线程再次启动。
并发标记：从第一阶段收集到的对象引用开始，遍历所有其他的对象引用。
并发预清理：改变当运行第二阶段时，由应用程序线程产生的对象引用，以更新第二阶段的结果。
重标记：由于第三阶段是并发的，对象引用可能会发生进一步改变。因此，应用程序线程会再一次被暂停以更新这些变化，并且在进行实际的清理之前确保一个正确的对象引用视图。这一阶段十分重要，因为必须避免收集到仍被引用的对象。
并发清理：所有不再被应用的对象将从堆里清除掉。
并发重置：收集器做一些收尾的工作，以便下一次GC周期能有一个干净的状态。

当我们在真实的应用中使用CMS收集器时，我们会面临两个主要的挑战，可能需要进行调优：

堆碎片
对象分配率高

当这些情形之一出现在实践中时(经常会出现在生产系统中)，经常被证实是老年代有大量不必要的对象。一个可行的办法就是增加年轻代的堆大小，以防止年轻代短生命的对象提前进入老年代。另一个办法就似乎利用分析器，快照运行系统的堆转储，并且分析过度的对象分配，找出这些对象，最终减少这些对象的申请。

下面我看看大多数与CMS收集器调优相关的JVM标志参数。

-XX：+UseConcMarkSweepGC

该标志首先是激活CMS收集器。默认HotSpot JVM使用的是并行收集器。

-XX：UseParNewGC

当使用CMS收集器时，该标志激活年轻代使用多线程并行执行垃圾回收。这令人很惊讶，我们不能简单在并行收集器中重用-XX：UserParNewGC标志，因为概念上年轻代用的算法是一样的。然而，对于CMS收集器，年轻代GC算法和老年代GC算法是不同的，因此年轻代GC有两种不同的实现，并且是两个不同的标志。

注意最新的JVM版本，当使用-XX：+UseConcMarkSweepGC时，-XX：UseParNewGC会自动开启。因此，如果年轻代的并行GC不想开启，可以通过设置-XX：-UseParNewGC来关掉。

-XX：+CMSConcurrentMTEnabled

当该标志被启用时，并发的CMS阶段将以多线程执行(因此，多个GC线程会与所有的应用程序线程并行工作)。该标志已经默认开启，如果顺序执行更好，这取决于所使用的硬件，多线程执行可以通过-XX：-CMSConcurremntMTEnabled禁用。

-XX：ConcGCThreads

标志-XX：ConcGCThreads=(早期JVM版本也叫-XX:ParallelCMSThreads)定义并发CMS过程运行时的线程数。比如value=4意味着CMS周期的所有阶段都以4个线程来执行。尽管更多的线程会加快并发CMS过程，但其也会带来额外的同步开销。因此，对于特定的应用程序，应该通过测试来判断增加CMS线程数是否真的能够带来性能的提升。ParallelGCThreads参数的值来计算出默认的并行CMS线程数。该公式是ConcGCThreads = (ParallelGCThreads + 3)/4。因此，对于CMS收集器， -XX:ParallelGCThreads标志不仅影响“stop-the-world”垃圾收集阶段，还影响并发阶段。

总之，有不少方法可以配置CMS收集器的多线程执行。正是由于这个原因,建议第一次运行CMS收集器时使用其默认设置, 然后如果需要调优再进行测试。只有在生产系统中测量(或类生产测试系统)发现应用程序的暂停时间的目标没有达到 , 就可以通过这些标志应该进行GC调优。

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction

当堆满之后，并行收集器便开始进行垃圾收集，例如，当没有足够的空间来容纳新分配或提升的对象。对于CMS收集器，长时间等待是不可取的，因为在并发垃圾收集期间应用持续在运行(并且分配对象)。因此，为了在应用程序使用完内存之前完成垃圾收集周期，CMS收集器要比并行收集器更先启动。

因为不同的应用会有不同对象分配模式，JVM会收集实际的对象分配(和释放)的运行时数据，并且分析这些数据，来决定什么时候启动一次CMS垃圾收集周期。为了引导这一过程， JVM会在一开始执行CMS周期前作一些线索查找。该线索由 -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=来设置，该值代表老年代堆空间的使用率。比如，value=75意味着第一次CMS垃圾收集会在老年代被占用75%时被触发。通常CMSInitiatingOccupancyFraction的默认值为68(之前很长时间的经历来决定的)。

-XX：+UseCMSInitiatingOccupancyOnly

我们用-XX+UseCMSInitiatingOccupancyOnly标志来命令JVM不基于运行时收集的数据来启动CMS垃圾收集周期。而是，当该标志被开启时，JVM通过CMSInitiatingOccupancyFraction的值进行每一次CMS收集，而不仅仅是第一次。然而，请记住大多数情况下，JVM比我们自己能作出更好的垃圾收集决策。因此，只有当我们充足的理由(比如测试)并且对应用程序产生的对象的生命周期有深刻的认知时，才应该使用该标志。

-XX:+CMSClassUnloadingEnabled

相对于并行收集器，CMS收集器默认不会对永久代进行垃圾回收。如果希望对永久代进行垃圾回收，可用设置标志-XX:+CMSClassUnloadingEnabled。在早期JVM版本中，要求设置额外的标志-XX:+CMSPermGenSweepingEnabled。注意，即使没有设置这个标志，一旦永久代耗尽空间也会尝试进行垃圾回收，但是收集不会是并行的，而再一次进行Full GC。

-XX:+CMSIncrementalMode

该标志将开启CMS收集器的增量模式。增量模式经常暂停CMS过程，以便对应用程序线程作出完全的让步。因此，收集器将花更长的时间完成整个收集周期。因此，只有通过测试后发现正常CMS周期对应用程序线程干扰太大时，才应该使用增量模式。由于现代服务器有足够的处理器来适应并发的垃圾收集，所以这种情况发生得很少。

-XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent and -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrentAndUnloadsClasses

如今,被广泛接受的最佳实践是避免显式地调用GC(所谓的“系统GC”)，即在应用程序中调用system.gc。然而，这个建议是不管使用的GC算法的，值得一提的是，当使用CMS收集器时，系统GC将是一件很不幸的事，因为它默认会触发一次Full GC。幸运的是，有一种方式可以改变默认设置。标志-XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent命令JVM无论什么时候调用系统GC，都执行CMS GC，而不是Full GC。第二个标志-XX:+ExplicitGCInvokesConcurrentAndUnloadsClasses保证当有系统GC调用时，永久代也被包括进CMS垃圾回收的范围内。因此，通过使用这些标志，我们可以防止出现意料之外的”stop-the-world”的系统GC。