CH10-JVM调优参数

JVM 参数

  • -Xms：堆的最小值
  • -Xmx：堆的最大值
    • 通常与 -Xms 相同以避免空间不足时动态扩容带来的影响
  • -Xmn：新生代大小
  • -Xss：每个线程的堆栈大小
    • JDK 5 以上每个每个线程堆栈为 1M，之前是 256KB
    • 相同物理内存下，减少该值可以增加线程数量，但仍受 OS 限制
  • -XX:NewRatio：新生代与老年代比值
    • 4 表示新生代比老年代为 1:4，新生代占堆的 1/5，与 -Xmn 作用类似
  • -XX:Persize：元空间初始值，默认是物理空间的 1/64
  • -XX:MaxPermSize：元空间最大值，默认是物理空间 1/4
  • -XX:MaxTenuringThreshold：新生代对象年龄，默认 15
    • 若对象在伊甸园，经过 Minor GC 还活着，则年龄 +1，移动到幸存区
    • 如果在幸存区，每次 Minor GC 还活着，年龄+1
    • 到达 15 或移动到老年代
  • -XX:SurvivorRatio：伊甸园与幸存区的比值，默认为 8
    • 两个幸存区与一个伊甸园的比值为 2:8
    • 每个幸存区占新生代的 1/10
  • -XX:+UseFastAccessorMethods：原始类型快速优化
  • -XX:+AggressiveOpts：编译速度加快
  • -XX:PretenureSizeThreshold：大对象直接分配在老年代的阈值

实践

  • 整个堆大小的计算公式: JVM 堆大小 ＝ 年轻代大小＋年老代大小＋元空间大小。
  • 增大新生代大小就会减少对应的年老代大小，设置-Xmn值对系统性能影响较大，所以如果设置新生代大小的调整，则需要严格的测试调整。而新生代是用来存放新创建的对象，大小是随着堆大小增大和减少而有相应的变化，默认值是保持堆大小的十五分之一，-Xmn参数就是设置新生代的大小，也可以通过-XX:NewRatio来设置新生代与年老代的比例，java 官方推荐配置为3:8。
  • 新生代的特点就是内存中的对象更新速度快，在短时间内容易产生大量的无用对象，如果在这个参数时就需要考虑垃圾回收器设置参数也需要调整。
    • 推荐使用: 复制清除算法和并行收集器进行垃圾回收，而新生代的垃圾回收叫做初级回收。
  • StackOverflowError和OutOfMemoryException。
    • 当线程中的请求的栈的深度大于最大可用深度，就会抛出前者；
    • 若内存空间不够，无法创建新的线程，则会抛出后者。
    • 栈的大小直接决定了函数的调用最大深度，栈越大，函数嵌套可调用次数就越多。

经验值

  1. Xmn用于设置新生代的大小。过小会增加Minor GC频率，过大会减小老年代的大小。一般设为整个堆空间的1/4或1/3.
  2. XX:SurvivorRatio用于设置新生代中survivor空间(from/to)和eden空间的大小比例； XX:TargetSurvivorRatio表示，当经历Minor GC后，survivor空间占有量(百分比)超过它的时候，就会压缩进入老年代(当然，如果survivor空间不够，则直接进入老年代)。默认值为50%。
  3. 为了性能考虑，一开始尽量将新生代对象留在新生代，避免新生的大对象直接进入老年代。因为新生对象大部分都是短期的，这就造成了老年代的内存浪费，并且回收代价也高(Full GC发生在老年代和方法区Perm).
  4. 当Xms=Xmx，可以使得堆相对稳定，避免不停震荡
  5. 一般来说，MaxPermSize设为64MB可以满足绝大多数的应用了。若依然出现方法区溢出，则可以设为128MB。若128MB还不能满足需求，那么就应该考虑程序优化了，减少动态类的产生。

垃圾回收

垃圾回收算法 :

  • 引用计数法: 会有循环引用的问题，古老的方法；
  • Mark-Sweep: 标记清除。根可达判断，最大的问题是空间碎片(清除垃圾之后剩下不连续的内存空间)；
  • Copying: 复制算法。对于短命对象来说有用，否则需要复制大量的对象，效率低。如Java的新生代堆空间中就是使用了它(survivor空间的from和to区)；
  • Mark-Compact: 标记整理。对于老年对象来说有用，无需复制，不会产生内存碎片

GC考虑的指标

  • 吞吐量: 应用耗时和实际耗时的比值；
  • 停顿时间: 垃圾回收的时候，由于Stop the World，应用程序的所有线程会挂起，造成应用停顿。
  • 吞吐量和停顿时间是互斥的。
  • 对于后端服务(比如后台计算任务)，吞吐量优先考虑(并行垃圾回收)；
  • 对于前端应用，RT响应时间优先考虑，减少垃圾收集时的停顿时间，适用场景是Web系统(并发垃圾回收)

垃圾收集器参数

  • -XX:+UseSerialGC：串行垃圾回收，现在基本很少使用。
  • -XX:+UseParNewGC：新生代使用并行，老年代使用串行；
  • -XX:+UseConcMarkSweepGC：新生代使用并行，老年代使用CMS
    • CMS是Concurrent Mark Sweep的缩写，并发标记清除，一看就是老年代的算法，所以，它可以作为老年代的垃圾回收器。
    • CMS不是独占式的，它关注停顿时间
  • -XX:ParallelGCThreads：指定并行的垃圾回收线程的数量，最好等于CPU数量
  • -XX:+DisableExplicitGC：禁用System.gc()，因为它会触发Full GC，这是很浪费性能的，JVM会在需要GC的时候自己触发GC。
  • -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：在多少次GC后进行内存压缩，这个是因为并行收集器不对内存空间进行压缩的，所以运行一段时间后会产生很多碎片，使得运行效率降低。
  • -XX:+CMSParallelRemarkEnabled：降低标记停顿
  • -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：在每一次Full GC时对老年代区域碎片整理，因为CMS是不会移动内存的，因此会非常容易出现碎片导致内存不够用的
  • -XX:+UseCmsInitiatingOccupancyOnly：使用手动触发或者自定义触发cms 收集，同时也会禁止hostspot 自行触发CMS GC
  • -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction：使用CMS作为垃圾回收，使用70%后开始CMS收集
  • -XX:CMSInitiatingPermOccupancyFraction：设置perm gen使用达到多少％比时触发垃圾回收，默认是92%
  • -XX:+CMSIncrementalMode：设置为增量模式
  • -XX:+CmsClassUnloadingEnabled：CMS是不会默认对永久代进行垃圾回收的，设置此参数则是开启
  • -XX:+PrintGCDetails：开启详细GC日志模式，日志的格式是和所使用的算法有关
  • -XX:+PrintGCDateStamps将时间和日期也加入到GC日志中

JDK 默认收集器

java -XX:+PrintCommandLineFlags -version 查看当前 Java 的启动参数

  • Java 7 - Parallel GC
  • Java 8 - Parallel GC
    • 年轻代：Parallel Scavenge
    • 老年代：Parellel Old
  • Java 9 - G1 GC
  • Java 10 - G1 GC
  • Java 11 - G1 GC