JVM调优总结(这个总结得比较全面+修改)

JVM调优实战
本文详细介绍了JVM的堆大小设置、垃圾回收器选择及调优策略。包括如何设置最大堆大小、线程堆栈大小、新生代与老年代的比例等关键参数。同时对比了并行收集器和并发收集器的特点及适用场景。

一、堆大小设置
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。我在Windows Server 2003 系统,3.5G物理内存,JDK5.0下测试,最大可设置为1478m。
典型设置:
1、java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k
-Xmx3550m:设置JVM最大可用内存为3550M。
-Xms3550m:设置JVM促使内存为3550m。此值可以设置与-Xmx相同,以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存。
-Xmn2g:设置新生代大小为2G。整个JVM内存大小=新生代大小 +老年代大小 + 永久代大小。永久代一般固定大小为64m,所以增大新生代后,将会减小老年代大小。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。
-Xss128k:设置每个线程的堆栈大小。JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M,以前每个线程堆栈大小为256K。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3000~5000左右。
2、java -Xmx3550m -Xms3550m -Xss128k -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=4 -XX:MaxPermSize=16m -XX:MaxTenuringThreshold=0
-XX:NewRatio=4:设置新生代(包括Eden和两个Survivor区)与老年代的比值(除去永久代)。设置为4,则新生代与老年代所占比值为1:4,新生代占整个堆栈的1/5
-XX:SurvivorRatio=4:设置新生代中Eden区与Survivor区的大小比值。设置为4,则两个Survivor区与一个Eden区的比值为2:4,一个Survivor区占整个新生代的1/6
-XX:MaxPermSize=16m:设置永久带大小为16m。
-XX:MaxTenuringThreshold=0:设置垃圾最大年龄。如果设置为0的话,则新生代对象不经过Survivor区,直接进入老年代。对于老年代比较多的应用,可以提高效率。如果将此值设置为一个较大值,则新生代对象会在Survivor区进行多次复制,这样可以增加对象在新生代的存活时间,增加在新生代即被回收的概论。
二、回收器选择
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。
1、吞吐量优先的并行收集器
如上文所述,并行收集器主要以到达一定的吞吐量为目标,适用于科学技术和后台处理等。
典型配置:
java -Xmx3800m -Xms3800m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20
-XX:+UseParallelGC:选择垃圾收集器为并行收集器。此配置仅对新生代有效。即上述配置下,新生代使用并发收集,而老年代仍旧使用串行收集。-XX:ParallelGCThreads=20:配置并行收集器的线程数,即:同时多少个线程一起进行垃圾回收。此值最好配置与处理器数目相等。
java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseParallelOldGC-XX:+UseParallelOldGC:配置老年代垃圾收集方式为并行收集。JDK6.0支持对老年代并行收集。
java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMillis=100-XX:MaxGCPauseMillis=100:设置每次新生代垃圾回收的最长时间,如果无法满足此时间,JVM会自动调整新生代大小,以满足此值。
java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMillis=100 -XX:+UseAdaptiveSizePolicy
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy:设置此选项后,并行收集器会自动选择新生代区大小和相应的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。
2、响应时间优先的并发收集器
如上文所述,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、电信领域等。
典型配置:
java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC-XX:+UseConcMarkSweepGC:设置老年代为并发收集。测试中配置这个以后,-XX:NewRatio=4的配置失效了,原因不明。所以,此时新生代大小最好用-Xmn设置。
-XX:+UseParNewGC:设置新生代为并行收集。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。
java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction: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:打开对老年代的压缩。可能会影响性能,但是可以消除碎片。
三、常见配置汇总
堆设置
-Xms:初始堆大小
-Xmx:最大堆大小
-XX:NewSize=n:设置新生代大小
-XX:NewRatio=n:设置新生代和老生代的比值。如:为3,表示新生代与老生代比值为1:3,新生代占整个新生代老生代和的1/4
-XX:SurvivorRatio=n:新生代中Eden区与两个Survivor区的比值。注意Survivor区有两个。如:3,表示Eden:Survivor=3:2,一个Survivor区占整个新生代的1/5
-XX:MaxPermSize=n:设置永久带大小
收集器设置
-XX:+UseSerialGC:设置串行收集器
-XX:+UseParallelGC:设置并行收集器
-XX:+UseParalledlOldGC:设置并行老生代收集器
-XX:+UseConcMarkSweepGC:设置并发收集器
垃圾回收统计信息
-XX:+PrintGC
-XX:+PrintGCDetails
-XX:+PrintGCTimeStamps
-Xloggc:filename
并行收集器设置
-XX:ParallelGCThreads=n:设置并行收集器收集时使用的CPU数。并行收集线程数。
-XX:MaxGCPauseMillis=n:设置并行收集最大暂停时间
-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:ParallelGCThreads=n:设置并发收集器新生代收集方式为并行收集时,使用的CPU数。并行收集线程数。

四、调优总结
1、新生代大小选择
1)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,新生代收集发生的频率也是最小的。同时,减少到达老生代的对象。
2)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。
2、老生代大小选择
1)响应时间优先的应用:老年代使用并发收集器,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:
1、并发垃圾收集信息
2、永久带并发收集次数
3、传统GC信息
4、花在新生代和老年代回收上的时间比例
减少新生代和老年代花费的时间,一般会提高应用的效率
2)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新生代和一个较小的老年代。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,而老年代尽量存放长期存活对象。
3、较小堆引起的碎片问题
因为老年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,开启对老年代的压缩。
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0:上面配置开启的情况下,这里设置多少次Full GC后,对老年代进行压缩

### JVM性能方法及常用参数配置 #### 方法概述 JVM性能是一个复杂的过程,涉及多个方面,包括但不限于内存管理、垃圾回收机制以及线程处理等。通过合理的参数设置可以显著提升应用程序的运行效率和稳定性。 - **理论基础与实践指南**可以通过一系列文档来学习[^1]。这其中包括了关于如何进行堆溢出分析、GC日志解读等内容。 - 不稳定参数 `-XX` 的使用需谨慎,因为不当的设定可能会导致严重的性能下降甚至系统崩溃[^2]。然而,当这些参数被适当地应用时,它们能够极大地增强系统的效能与可靠性。 #### 常见参数详解 以下是几个常用的JVM参数: 1. **初始堆大小与最大堆大小** 设置合适的Java堆空间对于防止频繁发生GC非常重要。“-Xms<size>”定义启动时分配给JVM的最小内存,“-Xmx<size>”则指定了允许使用的最大内存量。如果发现默认值不适合特定应用场景,则应考虑整这两个选项[^3]。 ```bash java -Xms512m -Xmx4g MyApp ``` 2. **新生代比例控制** 新生代占整个堆的比例可通过“-XX:NewRatio=<value>”指定,默认情况下老年代是新生代的两倍大。根据实际负载情况修改此比率有助于减少Minor GC频率。 ```bash java -XX:NewRatio=2 MyApp ``` 3. ** Survivor区大小节** “SurvivorRatio”决定了Eden区域相对于两个survivor分区各自所占的空间量级关系;而“PretenureSizeThreshold”可以让某些对象直接进入老年区而不是经历多次复制才晋升到那里去。 ```bash java -XX:SurvivorRatio=8 -XX:PretenureSizeThreshold=64k MyApp ``` 4. **选择适合的垃圾收集器** 针对企业环境中的不同需求可以选择不同的GC算法比如Parallel Scavenge, CMS (Concurrent Mark Sweep), G1(Garbage First)等等。每种都有各自的强项弱项,在做决定前最好先测试一下哪种最适合当前项目特点。 ```bash # 使用G1作为垃圾收集器的例子 java -XX:+UseG1GC MyApp ``` 5. **其他高级特性** 对于更深入级别的定制化还有许多其他的开关可供探索,像启用偏向锁(-XX:+UseBiasedLocking),关闭类元数据共享(-XX:-ClassUnloadingWithConcurrentMark)等功能都可能影响最终表现效果。 #### 注意事项 在实施任何变更之前一定要做好充分准备并进行全面评估。建议从小规模试点做起逐步推广至全部集群节点上执行相同策略。同时密切监控改动后的指标变化趋势以便及时发现问题所在作出相应修正措施。 ```python def jvm_tuning_example(): """ A simple example demonstrating how to apply some basic JVM tuning parameters. Note that actual parameter values should be determined based on profiling results and specific application needs. """ pass # Placeholder function illustrating potential use case without concrete implementation details here. jvm_tuning_example() ```
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