基本原则

JVM调优是一个手段，但并不一定所有问题都可以通过JVM进行调优解决；

  • 大多数的Java应用不需要进行JVM优化；
  • 大多数导致GC问题的原因是代码层面的问题导致的（代码层面）;
  • 上线之前，应先考虑将机器的JVM参数设置到最优；
  • 减少创建对象的数量（代码层面）；
  • 减少使用全局变量和大对象（代码层面）；
  • 优先架构调优和代码调优，JVM优化是不得已的手段（代码、架构层面）；
  • 分析GC情况优化代码比优化JVM参数更好（代码层面）;

常见场景

  • Heap内存（老年代）持续上涨达到设置的最大内存值
  • Full GC 次数频繁；
  • GC 停顿时间过长（超过1秒）
  • 应用出现OutOfMemory等内存异常
  • 应用中有使用本地缓存且占用大量内存空间
  • 系统吞吐量与响应性能不高或不降

案例

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-Xmx4g 
–Xms4g 
–Xmn1200m 
–Xss512k 
-XX:NewRatio=4 
-XX:SurvivorRatio=8 
-XX:PermSize=100m 
-XX:MaxPermSize=256m 
-XX:MaxTenuringThreshold=15

参数解析

-Xms：初始化堆内存大小，默认为物理内存的1/64(小于1GB)。
-Xmx：堆内存最大值， 默认(MaxHeapFreeRatio参数可以调整)空余堆内存大于70%时，JVM会减少堆直到-Xms的最小限制。
-Xmn：新生代大小，包括Eden区与2个Survivor区。
-XX:SurvivorRatio=1：Eden区与一个Survivor区比值为1:1。
-XX:MaxDirectMemorySize=1G：直接内存。 报java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory异常可以上调这个值。
-XX:+DisableExplicitGC：禁止运行期显式地调用System.gc()来触发fulll GC
注意: Java RMI的定时GC触发机制可通过配置-Dsun.rmi.dgc.server.gcInterval=86400来控制触发的时间
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=60：老年代内存回收阈值，默认值为68。
-XX:ConcGCThreads=4：CMS垃圾回收器并行线程线，推荐值为CPU核心数。
-XX:ParallelGCThreads=8：新生代并行收集器的线程数。
-XX:MaxTenuringThreshold=10：设置垃圾最大年龄。 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论。
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=4：指定进行多少次fullGC之后，进行tenured区 内存空间压缩。
-XX:CMSMaxAbortablePrecleanTime=500：当abortable-preclean预清理阶段执行达到这个时间时就会结束。

JVM参数使用手则

1. 内存相关

通过这些参数可以对JVM的内存分配做调整

Xms
英文解释：Initial heap size(in bytes)
中文释义：堆区初始值
使用方法：-Xms2g 或 -XX:InitialHeapSize=2048m

Xmx
英文解释：Maximum heap size(in bytes)
中文释义：堆区最大值
使用方法：-Xmx2g 或 -XX:MaxHeapSize=2048m

Xmn
英文解释：Maximum new generation size(in bytes)
中文释义：新生代最大值
使用方法：-Xmn512m 或 -XX:MaxNewSize=512m

PermSize(JDK1.8以后已废弃)
英文解释：Initial size of permanent generation(in bytes)
中文释义：永久代初始大小
使用方法：-XX:PermSize=128m

MaxPermSize(JDK1.8以后已废弃)
英文解释：Maximum size of permanent generation(in bytes)
中文释义：永久代最大值
使用方法：-XX:MaxPermSize=256m

MetaspaceSize(JDK1.8以后用于替换PermSize)
英文解释：Initial size of Metaspaces (in bytes)
中文释义：元数据区初始大小
使用方法：-XX:MetaspaceSize=128m

MaxMetaspaceSize(JDK1.8以后用于替换MaxPermSize)
英文解释：Maximum size of Metaspaces (in bytes)
中文释义：元数据区最大值
使用方法：-XX:MaxMetaspaceSize=256m

Xss
英文解释：Thread Stack Size(in Kbytes)
中文释义：线程栈最大值
使用方法：-Xss256k 或 -XX:ThreadStackSize=256k

MaxDirectMemorySize
英文解释：Maximum total size of NIO direct-buffer allocations
中文释义：最大直接内存（堆外）大小
使用方法：-XX:MaxDirectMemorySize=256m

2. GC策略相关

通过这些参数可以对JVM的GC性能进行调优

NewRatio
英文解释：Ratio of old/new generation sizes
中文释义：老年代和新生代的比值
使用方法：-XX:NewRatio=2
使用经验：假如设为2，则表示老年代最大内存占堆最大内存的2/3，新生代则为1/3。如果设置了Xmn或者NewSize/MaxNewSize，那么NewRatio配置无效

SurvivorRatio
英文解释：Rato of eden/survivor space size
中文释义：新生代中eden区和survivor区的比值
使用方法：-XX:SurvivorRatio=6
使用经验：假如设为6，则表示每个survivor区跟eden区的比值为1:6,每个survivor区占新生代的八分之一

PretenureSizeThreshold
英文解释：Maximum size in bytes of objects allocated in DefNew generation;zero means no maximum
中文释义：可以在新生代直接分配的对象最大值，0表示没有最大值
使用方法：-XX:PretenureSizeThreshold=1000000
使用经验：设置该参数，可以使大于这个值的对象直接在老年代分配，避免在Eden区和Survivor区发生大量的内存复制，该参数只对Serial和ParNew收集器有效，Parallel Scavenge并不认识该参数

MaxTenuringThreshold
英文解释：Maximum value fo tenuring threshold
中文释义：年轻代最大年龄
使用方法：-XX:MaxTenuringThreshold=10
使用经验：每个对象在坚持过一次Minor GC之后，年龄就增加1，当超过这个参数值时就进入老年代，最大支持15

UseSerialGC
英文解释：Use the Serial garbage collector
中文释义：年轻代使用Serial垃圾收集器
使用方法：
开启 -XX:+UseSerialGC
使用经验：不推荐使用，性能太差，老年代将会使用SerialOld垃圾收集器

UseParNewGC
英文解释：Use parallel threads in the new generation
中文释义：年轻代使用ParNew垃圾收集器
使用方法：
开启 -XX:+UseParNewGC

ParallelGCThreads
英文解释：Number of parallel threads parallel gc will use
中文释义：并行执行gc的线程数
使用方法：-XX:ParallelGCThreads=16

UseParallelGC
英文解释：Use the Parallel Scavenge garbage collector
中文释义：年轻代使用Parallel Scavenge垃圾收集器
使用方法：
开启 -XX:+UseParallelGC
使用经验：Linux下1.6,1.7,1.8默认开启，老年代将会使用SerialOld垃圾收集器

UseParallelOldGC
英文解释：Use the Parallel Old garbage collector
中文释义：年轻代使用Parallel Scavenge收集器
使用方法：
开启 -XX:+UseParallelOldGC
使用经验：老年代将会使用Parallel Old收集器

UseConcMarkSweepGC
英文解释：Use Concurrent Mark-Sweep GC in the old generation
中文释义：老年代使用CMS收集器（如果出现"Concurrent Mode Failure"，会使用SerialOld收集器）
使用方法：
开启 -XX:+UseConcMarkSweepGC
使用经验：年轻代将会使用ParNew收集器

CMSInitiatingOccupancyFraction
英文解释：Percentage CMS generation occupancy to start a CMS collection cycle. A negative value means that CMSTriggerRatio is used
中文释义：触发执行CMS回收的当前年代区内存占用的百分比，负值表示使用CMSTriggerRatio设置的值
使用方法：-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75
使用经验：该参数需配合UseCMSInitiatingOccupancyOnly一起使用

UseCMSInitiatingOccupancyOnly
英文解释：Only use occupancy as a criterion for staring a CMS collection
中文释义：只根据占用情况作为开始执行CMS收集的标准，默认关闭
使用方法：
开启 -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly

UseCMSCompactAtFullCollection
英文解释：Use Mark-Sweep-Compact algorithm at full collections
中文释义：使用CMS执行Full GC时对内存进行压缩，默认关闭
使用方法：
开启 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection

CMSFullGCsBeforeCompaction
英文解释：Number of CMS full collection done before compaction if > 0
中文释义：多少次FGC后进行内存压缩
使用方法：-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=1

CMSClassUnloadingEnabled
英文解释：Whether class unloading enabled when using CMS GC
中文释义：当使用CMS GC时是否启用类卸载功能，默认关闭
使用方法：
开启 -XX:+CMSClassUnloadingEnabled

CMSParallelRemarkEnabled
英文解释：Whether parallel remark enabled (only if ParNewGC)
中文释义：是否启用并行标记（仅限于ParNewGC），默认关闭
使用方法：
开启 -XX:+CMSParallelRemarkEnabled

UseG1GC
英文解释：Use the Garbage-First garbage collector
中文释义：使用G1垃圾收集器
使用方法：
开启 -XX:+UseG1GC

MaxGCPauseMillis
英文解释：Adaptive size policy maximum GC pause time goal in millisecond, or (G1 Only) the maximum GC time per MMU time slice
中文释义：自适应大小策略的最大GC暂停时间目标（以毫秒为单位），或（仅G1）每个MMU时间片的最大GC时间
使用方法：-XX:MaxGCPauseMillis=200

DisableExplicitGC
英文解释：Ignore calls to System.gc()
中文释义：禁用System.gc()触发FullGC
使用方法：
开启 -XX:+DisableExplicitGC
PS:不建议开启，如果开启了这个参数可能会导致堆外内存无法及时回收造成内存溢出

3. GC日志相关

通过这些参数可以对JVM的GC日志输出进行配置，方便分析

Xloggc
英文解释：GC log file
中文释义：GC日志文件路径
使用方法：-Xloggc:/data/gclog/gc.log

UseGCLogFileRotation
英文解释：Rotate gclog files(for long running applications). It requires -Xloggc:
中文释义：滚动GC日志文件，须配置Xloggc
使用方法：
开启 -XX:+UseGCLogFileRotation

NumberOfGCLogFiles
英文解释：Number of gclog files in rotation(default:0,no rotation)
中文释义：滚动GC日志文件数，默认0，不滚动
使用方法：-XX:NumberOfGCLogFiles=4

GCLogFileSize
英文解释：GC log file size,requires UseGCLogFileRotation. Set to 0 to only trigger rotation via jcmd
中文释义：GC文件滚动大小，需配置UseGCLogFileRotation，设置为0表示仅通过jcmd命令触发
使用方法：-XX:GCLogFileSize=100k

PrintGCDetails
英文解释：Print more details at garbage collection
中文释义：GC时打印更多详细信息，默认关闭
使用方法：
开启 -XX:+PrintGCDetails
可以通过jinfo -flag [+|-]PrintGCDetails或 jinfo -flag PrintGCDetails=来动态开启或设置值

PrintGCDateStamps
英文解释：Print date stamps at garbage collection
中文释义：GC时打印时间戳信息，默认关闭
使用方法：
开启 -XX:+PrintGCDateStamps
可以通过jinfo -flag [+|-]PrintGCDateStamps或 jinfo -flag PrintGCDateStamps=来动态开启或设置值

PrintTenuringDistribution
英文解释：Print tenuring age information
中文释义：打印存活实例年龄信息，默认关闭
使用方法：
开启 -XX:+PrintTenuringDistribution

PrintGCApplicationStoppedTime
英文解释：Print the time of application has been stopped
中文释义：打印应用暂停时间，默认关闭
使用方法：
开启 -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime

PrintHeapAtGC
英文解释：Print heap layout before and after each GC
中文释义：GC前后打印堆区使用信息，默认关闭
使用方法：
开启 -XX:+PrintHeapAtGC

4. 异常相关

通过这些参数可以在JVM异常情况下执行某些操作，以保留现场做分析用

HeapDumpOnOutOfMemoryError
英文解释：Dump heap to file when java.lang.OutOfMemoryError is thrown
中文释义：抛出内存溢出错误时导出堆信息到指定文件，默认关闭
使用方法：
开启 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
可以通过jinfo -flag [+|-]HeapDumpOnOutOfMemoryError或 jinfo -flag HeapDumpOnOutOfMemoryError=来动态开启或设置值

HeapDumpPath
英文解释：When HeapDumpOnOutOfMemoryError is on, the path(filename or directory) of the dump file(defaults to java_pid.hprof in the working directory)
中文释义：当HeapDumpOnOutOfMemoryError开启的时候，dump文件的保存路径，默认为工作目录下的java_pid.hprof文件
使用方法：-XX:HeapDumpPath=/data/dump/jvm.dump
使用经验：除非必要，建议不设置

OmitStackTraceInFastThrow
英文解释：Omit backtraces for some ‘hot’ exceptions in optimized code
中文释义：在优化代码里面忽略热点异常回溯
使用方法：
关闭 -XX:-OmitStackTraceInFastThrow
使用经验：某些热点异常抛的太多的话，JVM默认会做优化，会使用JVM初始化的时候创建的异常代替实际的异常，这些异常是没有异常栈信息的，不方便定位问题，如果有碰到这种情况，可以考虑关闭这个配置

5. 问题定位及优化相关

通过这些参数可以对JVM进行性能优化或者排查定位问题

server
英文解释：server mode
中文释义：使用服务端模式
使用方法：-server

TieredCompilation
英文解释：Enable tiered compilation
中文释义：启用多层编译
使用方法：
开启 -XX:+TieredCompilation
关闭 -XX:-TieredCompilation
使用经验：java 1.8默认开启分层编译，该参数无效

NativeMemoryTracking
英文解释：Native memory tracking options
中文释义：开启本机内存追踪
使用方法：
开启详细信息 -XX:NativeMemoryTracking=detail
开启概要信息 -XX:NativeMemoryTracking=summary
使用经验：开启的话，大概会增加5%-10%的性能消耗

UnlockDiagnosticVMOptions
英文解释：Enable normal processing of flags
中文释义：解锁对JVM进行诊断的选项参数，默认关闭
使用方法：
开启 -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions

PrintNMTStatistics
英文解释：Print native memory tracking summary data if it is on
中文释义：在jvm shutdown的时候输出整体的native memory统计，默认关闭
使用方法：
开启 -XX:+PrintNMTStatistics
使用经验：必须配合参数-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions使用，并且只能加在其后才能生效

UseAdaptiveSizePolicy
英文解释：Use adaptive generation sizing policies
中文释义：使用自适应分代内存策略
使用方法：
开启 -XX:+UseAdaptiveSizePolicy
关闭 -XX:-UseAdaptiveSizePolicy
使用经验：1.7以后默认会开启该参数，如果使用CMS回收算法，则会关闭该参数，该参数开启以后会使SurvivorRatio参数失效，如果显示指定了SurvivorRatio，需要关闭该参数

常见参数

参数说明实例
-Xms初始堆大小，默认物理内存的1/64-Xms512M
-Xmx最大堆大小，默认物理内存的1/4-Xms2G
-Xmn新生代内存大小，官方推荐为整个堆的3/8-Xmn512M
-Xss线程堆栈大小，jdk1.5及之后默认1M，之前默认256k-Xss512k
-XX:NewRatio=n设置新生代和年老代的比值。如:为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:NewRatio=3
-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:8，表示Eden：Survivor=8:1:1，一个Survivor区占整个年轻代的1/8-XX:SurvivorRatio=8
-XX:PermSize=n永久代初始值，默认为物理内存的1/64-XX:PermSize=128M
-XX:MaxPermSize=n永久代最大值，默认为物理内存的1/4-XX:MaxPermSize=256M
-verbose:class在控制台打印类加载信息
-verbose:gc在控制台打印垃圾回收日志
-XX:+PrintGC打印GC日志，内容简单
-XX:+PrintGCDetails打印GC日志，内容详细
-XX:+PrintGCDateStamps在GC日志中添加时间戳
-Xloggc:filename指定gc日志路径-Xloggc:/data/jvm/gc.log
-XX:+UseSerialGC年轻代设置串行收集器Serial
-XX:+UseParallelGC年轻代设置并行收集器Parallel Scavenge
-XX:ParallelGCThreads=n设置Parallel Scavenge收集时使用的CPU数。并行收集线程数。-XX:ParallelGCThreads=4
-XX:MaxGCPauseMillis=n设置Parallel Scavenge回收的最大时间(毫秒)-XX:MaxGCPauseMillis=100
-XX:GCTimeRatio=n设置Parallel Scavenge垃圾回收时间占程序运行时间的百分比。公式为1/(1+n)-XX:GCTimeRatio=19
-XX:+UseParallelOldGC设置老年代为并行收集器ParallelOld收集器
-XX:+UseConcMarkSweepGC设置老年代并发收集器CMS
-XX:+CMSIncrementalMode设置CMS收集器为增量模式，适用于单CPU情况。