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JVM -- JVM优化参数设置

Hello,前两天记录的Java虚拟机基本理论知识以及垃圾回收机制。都是理论基础知识,太过于闷了。今天来记录下 Java虚拟机JVM优化参数设置。

 

    一起学习,一起进步。继续沉淀,慢慢强大。希望这文章对您有帮助。若有写的不好的地方,欢迎评论给建议哈!

    初写博客不久,我是杨展浩。这是我的第十七篇博客。加油!!!

 

    1、JVM 参数设置格式讲解

        配置方式:java [options] MainClass [arguments]

        options -- JVM 启动参数。 配置多个参数的时候,参数之间使用空格分隔。 

            参数命名: 常见格式为 -参数名 

            参数赋值: 常见格式为 -参数名=参数值  / -参数名:参数值
 
    2、JVM内存参数设置简述
    -Xms: 初始堆大小,JVM 启动的时候,给定堆空间大小。 

    -Xmx: 最大堆大小,JVM 运行过程中,如果初始堆空间不足的时候,最大可以扩展到多少。 

    -Xmn:设置年轻代大小。整个堆大小=年轻代大小+年老代大小+持久代大小。持久代一般固定大小为 64m,所以增大年轻代后,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 3/8。 

    -Xss:设置每个线程的 Java 栈大小JDK5.0 以后每个线程 Java 栈大小为 1M,以前每个线程堆栈大小为 256K。根据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 3000~5000 左右。 

    -XX:NewSize=n: 设置年轻代大小 

    -XX:NewRatio=n: 设置年轻代和年老代的比值。如: -XX:NewRatio=3,表示年轻代与年老代比值为 1:3,年轻代占整个年轻代+年老代和的 1/4 

    -XX:SurvivorRatio=n: 年轻代中 Eden 区与两个 Survivor 区的比值。注意 Survivor 区有两个。 如:3,表示 EdenSurvivor=32,一个 Survivor 区占整个年轻代的 1/5 。

    -XX:MaxPermSize=n:设置持久代大小
    
    -XX:MaxTenuringThreshold:设置垃圾对象最大年龄。如果设置为 0 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。

 

    3、JVM内存参数设置推荐

    JVM 中最大堆大小有三方面限制:相关操作系统的数据模型(32-bt 还是 64-bit)限制; 
                                 系统的可用虚拟内存限制;
                                 系统的可用物理内存限制。32 位系统 下,一般限制在 1.5G~2G; 64 为操作系统对内存无限制。 

    Tomcat 配置方式: 编写 catalina.bat|catalina.sh,增加 JAVA_OPTS 参数设置。windows 和 linux 配置方式不同。
                        windows - set "JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% 自定义参数";
                        linux - JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS 自定义参数" 

    常见设置: 

        -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k 适合开发过程的测试应用。要求物理内存大于4G

        -Xmx3550m -Xms3550m -Xss128k -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=4 

        -XX:MaxPermSize=160m -XX:MaxTenuringThreshold=0 适合高并发本地测试使用。且大数据对象相对较多(如 IO 流) 

        环境: 16G 物理内存,高并发服务,重量级对象中等(线程池,连接池等),常用对象比例为 40%(运行过程中产生的对象 40%是生命周期较长的) 

        -Xmx10G -Xms10G -Xss1M -XX:NewRatio=3 -XX:SurvivorRatio=4 -XX:MaxPermSize=2048m 

        -XX:MaxTenuringThreshold=5 

============================================================================================= 

    4、JVM -- GC收集器优化设置

    收集器配置的时候,次收集器和全收集器必须匹配。具体匹配规则参考上图

        -XX:+UseSerialGC:设置串行收集器,年轻带收集器, 次收集器 

        -XX:+UseParallelGC:设置并行收集器 

        -XX:+UseParNewGC:设置年轻代为并行收集。可与 CMS 收集同时使用。JDK5.0 以上,JVM 会根据系统配置自行设置,所以无需再设置此值。 

        -XX:+UseParallelOldGC:设置并行年老代收集器,JDK6.0 支持对年老代并行收集。 

        -XX:+UseConcMarkSweepGC:设置年老代并发收集器,测试中配置这个以后,-XX:NewRatio 的配置失效,原因不明。所以,此时年轻代大小最好用-Xmn 设置。 

        -XX:+UseG1GC:设置 G1 收集器 

 

    5、类似日志的配置信息。会有控制台相关信息输出。 商业项目上线的时候,不允许使用

        一定使用 loggc
        -XX:+PrintGC
        -XX:+Printetails
        -XX:+PrintGCTimeStamps
        -Xloggc:filename
 
    6、并行收集器设置
    -XX:ParallelGCThreads=n:设置并行收集器收集时最大线程数使用的 CPU 数。并行收集线程数。 

    -XX:MaxGCPauseMillis=n:设置并行收集最大暂停时间,单位毫秒。可以减少 STW 时间。 

    -XX:GCTimeRatio=n:设置垃圾回收时间占程序运行时间的百分比。公式为 1/(1+n)并发收集器设置 

    -XX:+CMSIncrementalMode:设置为增量模式。适用于单 CPU 情况。 

    -XX:+UseAdaptiveSizePolicy: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:CMSFullGCsBeforeCompaction=n: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:+UseCMSCompactAtFullCollection:打开对年老代的压缩。可能会影响性能,但是可以消除碎片

    

    7、收集器设置推荐

      关于收集器的选择 JVM 给了三种选择:串行收集器、并行收集器、并发收集器,但是串行收集器只适用于小数据量的情况,所以这里的选择主要针对并行收集器和并发收集器。 默认情况下,JDK5.0 以前都是使用串行收集器,如果想使用其他收集器需要在启动时加入相 应参数。JDK5.0 以后,JVM 会根据当前系统配置进行判断。 

    
    常见配置: 

        并行收集器主要以到达一定的吞吐量为目标,适用于科学计算和后台处理等。 

        -Xmx3800m -Xms3800m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20 

        使用 ParallelGC 作为并行收集器, GC 线程为 20CPU 核心数>=20 时),内存问题根据硬件配置具体提供。建议使用物理内存的 80%左右作为 JVM 内存容量。 


        -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseParallelOldGC 

        指定老年代收集器,在JDK5.0之后的版本,ParallelGC对应的全收集器就是ParallelOldGC。 可以忽略 

        
        -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMillis=100 

        指定 GC 时最大暂停时间。单位是毫秒。每次 GC 最长使用 100 毫秒。可以尽可能提高工作线程的执行资源。 


        -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMillis=100 -XX:+UseAdaptiveSizePolicyUseAdaptiveSizePolicy 
        是提高年轻代 GC 效率的配置。次收集器执行效率。 

        并发收集器主要是保证系统的响应时间,减少垃圾收集时的停顿时间。适用于应用服务器、电信领域、互联网领域等。 

        -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC 

        指定年轻代收集器为 ParNew,年老代收集器 ConcurrentMarkSweep,并发 GC 线程数为 20(CPU 核心>=20),并发 GC 的线程数建议使用(CPU 核心数+3/4 或 CPU 核心数【不推荐使用】。 

        
        -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection 

        CMSFullGCsBeforeCompaction=5 执行5次 GC 后,运行一次内存的整理。 UseCMSCompactAtFullCollection 执行老年代内存整理。可以避免内存碎片,提高 GC 过 

程中的效率,减少停顿时间。        

 

    8、简单总结 

     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 8CPU 以上的应用。
    
    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 
        减少年轻代和年老代花费的时间,一般会提高应用的效率 

    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、整理方式进行回收。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=0: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     

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