JVM优化

本文介绍了通过调整JVM参数来优化Java应用程序性能的方法,包括调整年轻代与年老代的配置、设置对象晋升策略、优化垃圾回收机制等方面。

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1、将新对象预留在年轻代

JVM 参数调优为应用程序分配一个合理的年轻代空间,以最大限度避免新对象直接进入年老代的情况发生。

以下代码需分配4M内存空间

byte[] b1,b2,b3,b4;//定义变量
b1=new byte[1024*1024];//分配 1MB 堆空间,考察堆空间的使用情况
b2=new byte[1024*1024];
b3=new byte[1024*1024];
b4=new byte[1024*1024];

则JVM调优,设置Eden区为6M:

-XX:+PrintGCDetails -Xmx20M -Xms20MXmn6M

将Eden区与Survivor区比值设为8:

-XX:+PrintGCDetails -Xmx1000M -Xms500M -Xmn100M -XX:SurvivorRatio=8 

提高 from 区的利用率,使 from 区使用到 90%时,再将对象送入年老代

-XX:+PrintGCDetails -Xmx1000M -Xms500M -Xmn100M -XX:SurvivorRatio=8XX:TargetSurvivorRatio=90 

2、让大对象直接进入年老代

为了有足够的空间容纳大对象,JVM 不得不将年轻代中的年轻对象挪到年老代。因为大对象占用空间多,所以可能需要移动大量小的年轻对象进入年老代,这对 GC 相当不利。基于以上原因,可以将大对象直接分配到年老代,保持年轻代对象结构的完整性,这样可以提高 GC 的效率。

参数-XX:PetenureSizeThreshold 设置大对象直接进入年老代的阈值
如将 1MB 以上的对象直接在年老代分配:

-XX:PetenureSizeThreshold=1000000

3、设置对象进入年老代的年龄

堆中的每一个对象都有自己的年龄。一般情况下,年轻对象存放在年轻代,年老对象存放在年老代。为了做到这点,虚拟机为每个对象都维护一个年龄。如果对象在 Eden 区,经过一次 GC 后依然存活,则被移动到 Survivor 区中,对象年龄加 1。以后,如果对象每经过一次 GC 依然存活,则年龄再加 1。当对象年龄达到阈值时,就移入年老代,成为老年对象。

阈值的最大值可以通过参数-XX:MaxTenuringThreshold 来设置,默认值是 15。
如经过一次GC,则将对象进入老年代:

-XX:MaxTenuringThreshold1

4、设置Java堆的稳定性

获得一个稳定的堆大小的方法是使-Xms 和-Xmx 的大小一致,即最大堆和最小堆 (初始堆) 一样。如果这样设置,系统在运行时堆大小理论上是恒定的,稳定的堆空间可以减少 GC 的次数。因此,很多服务端应用都会将最大堆和最小堆设置为相同的数值。

稳定的堆大小虽然可以减少 GC 次数,但同时也增加了每次 GC 的时间。让堆大小在一个区间中震荡,在系统不需要使用大内存时,压缩堆空间,使 GC 应对一个较小的堆,可以加快单次 GC 的速度。

基于这样的考虑,JVM 还提供了两个参数用于压缩和扩展堆空间。

-XX:MinHeapFreeRatio 参数用来设置堆空间最小空闲比例,默认值是 40。当堆空间的空闲内存小于这个数值时,JVM 便会扩展堆空间。

-XX:MaxHeapFreeRatio 参数用来设置堆空间最大空闲比例,默认值是 70。当堆空间的空闲内存大于这个数值时,便会压缩堆空间,得到一个较小的堆。

当-Xmx 和-Xms 相等时,-XX:MinHeapFreeRatio 和-XX:MaxHeapFreeRatio 两个参数无效。

如小于40M时,扩展堆;大于50M时,压缩堆。

-XX:+PrintGCDetails -Xms10M -Xmx40M -XX:MinHeapFreeRatio=40 -XX:MaxHeapFreeRatio=50 

5、增大系统吞吐量

java –Xmx3800mXms3800mXmn2GXss128kXX:+UseParallelGCXX:ParallelGC-Threads=20XX:+UseParallelOldGC

-Xss128k:减少线程栈的大小,这样可以使剩余的系统内存支持更多的线程;

-Xmn2G:设置年轻代区域大小为 2GB;

–XX:+UseParallelGC:年轻代使用并行垃圾回收收集器。这是一个关注吞吐量的收集器,可以尽可能地减少 GC 时间。

–XX:ParallelGC-Threads:设置用于垃圾回收的线程数,通常情况下,可以设置和 CPU 数量相等。但在 CPU 数量比较多的情况下,设置相对较小的数值也是合理的;

–XX:+UseParallelOldGC:设置年老代使用并行回收收集器。

6、使用非占有的垃圾回收器

为降低应用软件的垃圾回收时的停顿,首先考虑的是使用关注系统停顿的 CMS 回收器,其次,为了减少 Full GC 次数,应尽可能将对象预留在年轻代,因为年轻代 Minor GC 的成本远远小于年老代的 Full GC。

java –Xmx3550mXms3550mXmn2gXss128kXX:ParallelGCThreads=20XX:+UseConcMarkSweepGCXX:+UseParNewGCXX:+SurvivorRatio=8XX:TargetSurvivorRatio=90XX:MaxTenuringThreshold=31

–XX:ParallelGCThreads=20:设置 20 个线程进行垃圾回收;

–XX:+UseParNewGC:年轻代使用并行回收器;

–XX:+UseConcMarkSweepGC:年老代使用 CMS 收集器降低停顿;

–XX:+SurvivorRatio:设置 Eden 区和 Survivor 区的比例为 8:1。稍大的 Survivor 空间可以提高在年轻代回收生命周期较短的对象的可能性,如果 Survivor 不够大,一些短命的对象可能直接进入年老代,这对系统来说是不利的。

–XX:TargetSurvivorRatio=90:设置 Survivor 区的可使用率。这里设置为 90%,则允许 90%的 Survivor 空间被使用。默认值是 50%。故该设置提高了 Survivor 区的使用率。当存放的对象超过这个百分比,则对象会向年老代压缩。因此,这个选项更有助于将对象留在年轻代。

–XX:MaxTenuringThreshold:设置年轻对象晋升到年老代的年龄。默认值是 15 次,即对象经过 15 次 Minor GC 依然存活,则进入年老代。这里设置为 31,目的是让对象尽可能地保存在年轻代区域。

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