JVM基本配置與調優
JVM調優，一般都是針對堆內存配置調優。
如圖：堆內存分新生代和老年代，新生代又划分為eden區、from區、to區。
一、區域釋義
JVM內存模型，堆內存代划分為新生代和老年代。
1.新生代（new generation）：用來存放新創建的對象。
新生代空間划分：eden空間、from空間、to空間（from、to又叫幸存者（survival）空間）。
（1）eden空間：存放每一次創建的對象；
（2）from空間：當JVM對eden空間垃圾回收GC時，用來存放eden空間里沒有被清除掉的對象，也就是幸存對象。
（3）to空間：當JVM對from空間垃圾回收GC時，用來存放from空間幸存的對象。
注：from和to空間角色會隨着GC垃圾回收時，進行角色替換。新生代利用from、to空間采用復制替換的算法，使用Minor GC進行垃圾回收。
2.老年代（tenured generation）：用來存放長期使用的對象。
老年代來自新生代的對象每次使用都會對該對象標記一次，當標記到一定次數（可以通過參數 -XX:MaxTenuringThreshold），將該對象存放到老年代。
注：老年代采用標記整理算法，使用FullGC進行垃圾回收。
3.metaspace：又叫元數據空間（取代永久代），用來存放class元數據、方法、常量池等；
注：一般不會動metaspace，除非該JVM存放的工程超大，常量值超多。
二、GC釋義
GC（Garbage Collector）：在JAVA中為JVM垃圾收集器。
1.JVM的GC觸發有兩種：
（1）Minor GC，采用復制算法，適用於堆內存中的新生代區。
當新生代區的初始化內存不足時觸發。
（2）FullGC，會對整個Heap進行一次GC，適用於堆內存中的老年代區、新生代區同時GC，老年代GC頻率很低，很少出現FullGC。
當老年代區的初始化內存不足時觸發。
2.JVM常用的的GC策略
1.新生代
（1）串行GC（SerialGC）：
在整個掃描和復制過程采用單線程的方式來進行，適用於單CPU、新生代空間較小及對暫停時間要求不是非常高的應用上，是client級別默認的GC方式，可以通過-XX:+UseSerialGC來強制指定。
（2）並行回收GC（ParallelScavenge）：
在整個掃描和復制過程采用多線程的方式來進行，適用於多CPU、對暫停時間要求較短的應用上，是server級別默認采用的GC方式，可用-XX:+UseParallelGC來強制指定，用-XX:ParallelGCThreads=4來指定線程數。
（3）並行GC（ParNew）：
當新生代觸發MinorGC時，需要老年代的CMS並發同時處理，通過新生代並行-XX:+UseParNewGC老年代並發-XX:+UseConcMarkSweepGC指定。
2.老年代
（1）串行GC（SerialGC）：
client模式下的默認GC方式，可通過-XX:+UseSerialGC強制指定。每次進行全部回收，進行Compact，非常耗費時間。
（2）並行GC（ParallelGC）：
吞吐量大，但是GC的時候響應很慢：server模式下的默認GC方式，用-XX:+UseParallelOldGC強制指定。可以在選項后加等號來制定並行的線程數。
（3）並發GC（CMS）：
響應比並行gc快很多，但是犧牲了一定的吞吐量，通過-XX:+UseConcMarkSweepGC指定，一般硬件牛逼的大型服務器使用。
3.G1收集器
G1收集器適用於新生代和老年代，JDK10默認垃圾收集器，當下主流的垃圾收集器。
特點：
1.支持大內存，高吞吐量
2.支持多CPU多線程回收
3.主線程暫停時，使用並行收集器，快速回收
4.主線程使用，使用並發收集器，不搶占主線程資源，不給服務器造成大的壓力
通過：-XX:+UseG1GC指定。
二、常用的配置說明
參數摘自：https://www.cnblogs.com/redcreen/archive/2011/05/04/2037057.html
因為該參數文章年代久遠，跟現在的最新參數會有所差異
1.內存配置
| 參數名稱 | 含義 | 默認值 | |
| -Xms | 初始堆大小 | 物理內存的1/64(<1GB) | 默認(MinHeapFreeRatio參數可以調整)空余堆內存小於40%時，JVM就會增大堆直到-Xmx的最大限制. |
| -Xmx | 最大堆大小 | 物理內存的1/4(<1GB) | 默認(MaxHeapFreeRatio參數可以調整)空余堆內存大於70%時，JVM會減少堆直到 -Xms的最小限制 |
| -Xmn | 年輕代大小(1.4or lator) | 注意：此處的大小是（eden+ 2 survivor space).與jmap -heap中顯示的New gen是不同的。 整個堆大小=年輕代大小 + 年老代大小 + 持久代大小. 增大年輕代后,將會減小年老代大小.此值對系統性能影響較大,Sun官方推薦配置為整個堆的3/8 |
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| -XX:NewSize | 設置年輕代大小(for 1.3/1.4) | ||
| -XX:MaxNewSize | 年輕代最大值(for 1.3/1.4) | ||
| -XX:PermSize | 設置持久代(perm gen)初始值 | 物理內存的1/64 | |
| -XX:MaxPermSize | 設置持久代最大值 | 物理內存的1/4 | |
| -Xss | 每個線程的堆棧大小 | JDK5.0以后每個線程堆棧大小為1M,以前每個線程堆棧大小為256K.更具應用的線程所需內存大小進行 調整.在相同物理內存下,減小這個值能生成更多的線程.但是操作系統對一個進程內的線程數還是有限制的,不能無限生成,經驗值在3000~5000左右 一般小的應用， 如果棧不是很深， 應該是128k夠用的 大的應用建議使用256k。這個選項對性能影響比較大，需要嚴格的測試。（校長） 和threadstacksize選項解釋很類似,官方文檔似乎沒有解釋,在論壇中有這樣一句話:"” -Xss is translated in a VM flag named ThreadStackSize” 一般設置這個值就可以了。 |
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| -XX:ThreadStackSize | Thread Stack Size | (0 means use default stack size) [Sparc: 512; Solaris x86: 320 (was 256 prior in 5.0 and earlier); Sparc 64 bit: 1024; Linux amd64: 1024 (was 0 in 5.0 and earlier); all others 0.] | |
| -XX:NewRatio | 年輕代(包括Eden和兩個Survivor區)與年老代的比值(除去持久代) | -XX:NewRatio=4表示年輕代與年老代所占比值為1:4,年輕代占整個堆棧的1/5 Xms=Xmx並且設置了Xmn的情況下，該參數不需要進行設置。 |
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| -XX:SurvivorRatio | Eden區與Survivor區的大小比值 | 設置為8,則兩個Survivor區與一個Eden區的比值為2:8,一個Survivor區占整個年輕代的1/10 | |
| -XX:LargePageSizeInBytes | 內存頁的大小不可設置過大， 會影響Perm的大小 | =128m | |
| -XX:+UseFastAccessorMethods | 原始類型的快速優化 | ||
| -XX:+DisableExplicitGC | 關閉System.gc() | 這個參數需要嚴格的測試 | |
| -XX:MaxTenuringThreshold | 垃圾最大年齡 | 如果設置為0的話,則年輕代對象不經過Survivor區,直接進入年老代. 對於年老代比較多的應用,可以提高效率.如果將此值設置為一個較大值,則年輕代對象會在Survivor區進行多次復制,這樣可以增加對象再年輕代的存活 時間,增加在年輕代即被回收的概率 該參數只有在串行GC時才有效. |
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| -XX:+AggressiveOpts | 加快編譯 | ||
| -XX:+UseBiasedLocking | 鎖機制的性能改善 | ||
| -Xnoclassgc | 禁用垃圾回收 | ||
| -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB | 每兆堆空閑空間中SoftReference的存活時間 | 1s | 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 | 對象超過多大是直接在舊生代分配 | 0 | 單位字節 新生代采用Parallel Scavenge GC時無效 另一種直接在舊生代分配的情況是大的數組對象,且數組中無外部引用對象. |
| -XX:TLABWasteTargetPercent | TLAB占eden區的百分比 | 1% | |
| -XX:+CollectGen0First | FullGC時是否先YGC | false |
2.並行收集器相關參數
| -XX:+UseParallelGC | Full GC采用parallel MSC (此項待驗證) |
選擇垃圾收集器為並行收集器.此配置僅對年輕代有效.即上述配置下,年輕代使用並發收集,而年老代仍舊使用串行收集.(此項待驗證) |
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| -XX:+UseParNewGC | 設置年輕代為並行收集 | 可與CMS收集同時使用 JDK5.0以上,JVM會根據系統配置自行設置,所以無需再設置此值 |
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| -XX:ParallelGCThreads | 並行收集器的線程數 | 此值最好配置與處理器數目相等 同樣適用於CMS | |
| -XX:+UseParallelOldGC | 年老代垃圾收集方式為並行收集(Parallel Compacting) | 這個是JAVA 6出現的參數選項 | |
| -XX:MaxGCPauseMillis | 每次年輕代垃圾回收的最長時間(最大暫停時間) | 如果無法滿足此時間,JVM會自動調整年輕代大小,以滿足此值. | |
| -XX:+UseAdaptiveSizePolicy | 自動選擇年輕代區大小和相應的Survivor區比例 | 設置此選項后,並行收集器會自動選擇年輕代區大小和相應的Survivor區比例,以達到目標系統規定的最低相應時間或者收集頻率等,此值建議使用並行收集器時,一直打開. | |
| -XX:GCTimeRatio | 設置垃圾回收時間占程序運行時間的百分比 | 公式為1/(1+n) | |
| -XX:+ScavengeBeforeFullGC | Full GC前調用YGC | true | Do young generation GC prior to a full GC. (Introduced in 1.4.1.) |
3.CMS相關參數
| -XX:+UseConcMarkSweepGC | 使用CMS內存收集 | 測試中配置這個以后,-XX:NewRatio=4的配置失效了,原因不明.所以,此時年輕代大小最好用-Xmn設置.??? | |
| -XX:+AggressiveHeap | 試圖是使用大量的物理內存 長時間大內存使用的優化，能檢查計算資源（內存， 處理器數量） 至少需要256MB內存 大量的CPU／內存， （在1.4.1在4CPU的機器上已經顯示有提升） |
||
| -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction | 多少次后進行內存壓縮 | 由於並發收集器不對內存空間進行壓縮,整理,所以運行一段時間以后會產生"碎片",使得運行效率降低.此值設置運行多少次GC以后對內存空間進行壓縮,整理. | |
| -XX:+CMSParallelRemarkEnabled | 降低標記停頓 | ||
| -XX+UseCMSCompactAtFullCollection | 在FULL GC的時候， 對年老代的壓縮 | CMS是不會移動內存的， 因此， 這個非常容易產生碎片， 導致內存不夠用， 因此， 內存的壓縮這個時候就會被啟用。 增加這個參數是個好習慣。 可能會影響性能,但是可以消除碎片 |
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| -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly | 使用手動定義初始化定義開始CMS收集 | 禁止hostspot自行觸發CMS GC | |
| -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 | 使用cms作為垃圾回收 使用70％后開始CMS收集 |
92 | 為了保證不出現promotion failed(見下面介紹)錯誤,該值的設置需要滿足以下公式CMSInitiatingOccupancyFraction計算公式 |
| -XX:CMSInitiatingPermOccupancyFraction | 設置Perm Gen使用到達多少比率時觸發 | 92 | |
| -XX:+CMSIncrementalMode | 設置為增量模式 | 用於單CPU情況 | |
| -XX:+CMSClassUnloadingEnabled |
4.輔助信息
| -XX:+PrintGC | 輸出形式: [GC 118250K->113543K(130112K), 0.0094143 secs] |
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| -XX:+PrintGCDetails | 輸出形式:[GC [DefNew: 8614K->781K(9088K), 0.0123035 secs] 118250K->113543K(130112K), 0.0124633 secs] |
||
| -XX:+PrintGCTimeStamps | |||
| -XX:+PrintGC:PrintGCTimeStamps | 可與-XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails混合使用 輸出形式:11.851: [GC 98328K->93620K(130112K), 0.0082960 secs] |
||
| -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime | 打印垃圾回收期間程序暫停的時間.可與上面混合使用 | 輸出形式:Total time for which application threads were stopped: 0.0468229 seconds | |
| -XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime | 打印每次垃圾回收前,程序未中斷的執行時間.可與上面混合使用 | 輸出形式:Application time: 0.5291524 seconds | |
| -XX:+PrintHeapAtGC | 打印GC前后的詳細堆棧信息 | ||
| -Xloggc:filename | 把相關日志信息記錄到文件以便分析. 與上面幾個配合使用 |
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| -XX:+PrintClassHistogram |
garbage collects before printing the histogram. | ||
| -XX:+PrintTLAB | 查看TLAB空間的使用情況 | ||
| XX:+PrintTenuringDistribution | 查看每次minor GC后新的存活周期的閾值 | Desired survivor size 1048576 bytes, new threshold 7 (max 15) |
5.G1參數
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Option and Default Value
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Description
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-XX:+UseG1GC
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Use the Garbage First (G1) Collector：啟用G1收集器
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-XX:MaxGCPauseMillis=n
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Sets a target for the maximum GC pause time. This is a soft goal, and the JVM will make its best effort to achieve it.：目標GC暫停時間，盡可能目標
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-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=n
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Percentage of the (entire) heap occupancy to start a concurrent GC cycle. It is used by GCs that trigger a concurrent GC cycle based on the occupancy of the entire heap, not just one of the generations (e.g., G1). A value of 0 denotes 'do constant GC cycles'. The default value is 45.：觸發GC 堆使用比例，整個堆的占用比例，而不是某個分代區域，0意味着頻繁收集，默認為45
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-XX:NewRatio=n
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Ratio of new/old generation sizes. The default value is 2.：年輕代/老年代比例 默認為2
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-XX:SurvivorRatio=n
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Ratio of eden/survivor space size. The default value is 8.：eden/survivor比例，默認為8，即 8 1 1
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-XX:MaxTenuringThreshold=n
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Maximum value for tenuring threshold. The default value is 15.：對象晉升老年代年齡閾值，默認15
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-XX:ParallelGCThreads=n
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Sets the number of threads used during parallel phases of the garbage collectors. The default value varies with the platform on which the JVM is running.：並行收集線程數
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-XX:ConcGCThreads=n
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Number of threads concurrent garbage collectors will use. The default value varies with the platform on which the JVM is running.：並發收集線程數
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-XX:G1ReservePercent=n
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Sets the amount of heap that is reserved as a false ceiling to reduce the possibility of promotion failure. The default value is 10.：預留座位假的堆上限百分比，默認10
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-XX:G1HeapRegionSize=n
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With G1 the Java heap is subdivided into uniformly sized regions. This sets the size of the individual sub-divisions. The default value of this parameter is determined ergonomically based upon heap size. The minimum value is 1Mb and the maximum value is 32Mb.：G1分割堆為等大小的region，region大小默認由jvm根據效能設置，1~32M
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三、調優方案
1.將JVM最大內存和初始化內存設置為一樣，一般為16G以內的內存設置為1/2，具體則根據應用系統與工程內存占用配置。
-Xmx8192m -Xms8192m
2.根據不同的GC機制結合項目自身配置新生代空間和老年代的占比，以及eden區與幸存者區的占比
-XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=8
3.G1回收期配置
G1依然按照堆內存年代划分的GC機制，但不限制年代或幸存者的空間比例。
java -Xmx8192m -Xms8192m -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200
注：詳細配置參考上面的配置表
四、JVM內存查看
1.jmap
查看java各個應用進程的內存信息
里面有很多過濾參數，可以具體到想要查詢的詳細內容
2jconcole(限windows)
以控制台的形式查看jvm信息
