常见的几个JVM调优场景

文章目录

- 调优案例
- - 案例1：应对高并发、短生命周期对象的应用
  - [案例2：防止频繁Full GC导致延迟](#案例2：防止频繁Full GC导致延迟)
  - 案例3：优化服务响应时间，减少停顿时间
  - 案例4：监控和诊断内存泄露
- 一些参数

基于JDK1.8

调优案例

下面是一些结合实际应用场景的JVM调优参数及其作用的解释：

案例1：应对高并发、短生命周期对象的应用

假设我们正在优化一个高并发且产生大量短生命周期对象的服务，例如Web服务器或高性能计算环境，其中大部分对象在短时间内就会变成无用对象。

参数设置：

bash 复制代码

-Xms4g -Xmx4g -Xmn2g 
-XX:SurvivorRatio=8 
-XX:+UseParallelGC 
-XX:MaxTenuringThreshold=15

参数解析：
- -Xms4g -Xmx4g：设置堆内存大小初始化和最大值均为4GB，保证程序有足够的内存空间，并消除内存自动扩展带来的额外开销。
- -Xmn2g：设置年轻代大小为2GB，由于大量临时对象主要在年轻代中分配和回收，较大的年轻代可以容纳更多短生命周期的对象，减少年轻代GC频率。
- -XX:SurvivorRatio=8：设置Eden区与Survivor区的比例为8:1，增加Eden区的空间，有利于容纳更多的新创建对象，减少晋升到老年代的机会。
- -XX:+UseParallelGC：启用并行垃圾收集器（Parallel GC），利用多核处理器的优势，加快年轻代GC的速度。
- -XX:MaxTenuringThreshold=15：设置对象在年轻代中经历的GC次数阈值，较高的值意味着对象有更多机会在年轻代内就被回收，降低老年代的压力。

案例2：防止频繁Full GC导致延迟

在一个大型企业级应用中，发现系统频繁触发Full GC，影响了整体响应速度。

参数设置：

bash 复制代码

-Xms16g -Xmx16g -XX:NewRatio=3 
-XX:MaxMetaspaceSize=512m 
-XX:+UseG1GC 
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=70

参数解析：
- -Xms16g -Xmx16g：确保足够的内存容量，并避免堆大小变化带来的系统抖动。
- -XX:NewRatio=3：年轻代与老年代的大小比例为1:3，可以根据长期存活对象的比例调整这一参数，减少老年代满载导致的Full GC。
- -XX:MaxMetaspaceSize=512m：限制元空间大小，防止类元数据过多引起的OOM错误。
- -XX:+UseG1GC：采用G1垃圾收集器，它能够预测并避免长时间暂停，尤其适用于大型堆且要求低延迟的应用。
- -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=70：对于G1来说，设置初始标记开始时堆占用率的阈值，当达到这个百分比时触发并发标记周期，通过提前回收避免堆积过多垃圾而引发更耗时的Full GC。

案例3：优化服务响应时间，减少停顿时间

假设我们有一个在线交易系统，对响应时间和稳定性要求极高，希望尽量减少因GC造成的系统暂停时间。

参数设置：

bash 复制代码

-Xms32g -Xmx32g -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200 -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45 
-XX:ParallelGCThreads=8 -XX:ConcGCThreads=4 -XX:G1NewSizePercent=30 -XX:G1MaxNewSizePercent=60
-XX:G1HeapRegionSize=32m -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent=65
-XX:+UseStringDeduplication

参数解析：
- -Xms32g -Xmx32g：设置堆内存大小，确保有足够的内存满足系统需求，避免内存大小的变化导致额外的性能损失。
- -XX:+UseG1GC：选择G1垃圾收集器，它具备低延迟的特性，特别适合对响应时间敏感的应用场景。
- -XX:MaxGCPauseMillis=200：设置G1目标的最大暂停时间，力求减小垃圾回收对应用的影响。
- -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45：设置触发并发标记周期的Java堆占用率阈值，早起启动回收可以预防长时间GC。
- -XX:ParallelGCThreads=8 -XX:ConcGCThreads=4：分别设置并行垃圾回收线程数和并发标记线程数，根据系统CPU核心数适当调整。
- -XX:G1NewSizePercent=30 -XX:G1MaxNewSizePercent=60：限制年轻代大小范围，使得G1可以灵活调整年轻代大小以适应应用负载。
- -XX:G1HeapRegionSize=32m：设置G1堆分区大小，依据应用的内存分配特征和机器内存大小合理设置。
- -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent=65：解锁实验性VM选项，并设置混合集合的存活对象阈值，调整混合集合的执行时机，降低停顿时间。
- -XX:+UseStringDeduplication：启用字符串去重功能，减少字符串对象在内存中的重复存储，有效节约内存空间。

案例4：监控和诊断内存泄露

在某大数据处理应用中，发现系统随着时间推移内存占用不断增长，疑似存在内存泄露问题。

参数设置：

bash 复制代码

-Xmx64g -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/data/dumps/java_heapdump.hprof
-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintTenuringDistribution
-XX:+PrintGCCause -XX:+PrintReferenceGC -XX:+PrintAdaptiveSizePolicy
-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:NativeMemoryTracking=summary -XX:+TraceClassLoading -XX:+TraceClassUnloading

参数解析：
- -Xmx64g：设置最大堆内存大小，确保系统有足够的内存运行。
- -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/data/dumps/java_heapdump.hprof：在发生OOM异常时生成堆转储文件，便于后续分析内存泄露。
- -XX:+UseConcMarkSweepGC：选择CMS垃圾收集器，因为该场景下，稳定性和延迟可能不如防止内存泄露重要。
- -XX:+PrintGCDetails等GC日志参数：开启详细GC日志，帮助追踪内存分配和回收情况。
- -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:NativeMemoryTracking=summary：解锁诊断VM选项并开启原生内存跟踪，分析非Java堆内存的使用情况。
- -XX:+TraceClassLoading -XX:+TraceClassUnloading：追踪类加载和卸载，有助于排查是否有类加载泄露的问题。

一些参数

堆内存大小

-Xms：设定Java虚拟机初始堆内存大小，默认值由JVM自行决定。
-Xmx：设定Java虚拟机最大堆内存大小。
-Xmn：设置年轻代（Young Generation）的初始大小和最大大小。这个值通常作为整个堆的一部分来设置。
分配年轻代空间的比例（相对于整个堆）：
-XX:NewRatio=：设置年轻代与老年代（Old Generation）的比例。例如，如果设为3，则年轻代与老年代的大小比例为1:3。
Survivor空间的策略：
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy：启用自适应大小策略，JVM会根据应用的行为动态调整年轻代和其他内存区域的大小。
控制晋升至老年代的对象年龄阈值：
- -XX:MaxTenuringThreshold=<value>：设置对象从年轻代晋升到老年代的最大年龄（即经历多少次Minor GC）。默认值通常是由JVM决定的，也可以手动设置。
并发标记扫描（CMS）或Garbage First（G1）垃圾收集器特有的年轻代相关参数也会有所不同，但上述参数通常是通用的。

举例来说，配置年轻代占总堆大小的1/3且Survivor区与Eden区比为2:8的设置方式可能是：

bash 复制代码

-Xms1g -Xmx1g -Xmn300m -XX:SurvivorRatio=2
这将启动一个总堆大小为1GB的JVM实例，其中年轻代大小固定为300MB，
Survivor区和Eden区按两个Survivor区各占总年轻代大小的1/10，
Eden区占8/10进行划分。

元空间大小

-XX:MetaspaceSize：元空间初始大小，在JDK1.8中替代了PermGen空间，用于存储类的元数据。
-XX:MaxMetaspaceSize：元空间的最大大小。

垃圾收集器相关参数

-XX:+UseG1GC：启用G1垃圾收集器。
-XX:+UseParallelGC：启用并行垃圾收集器（年轻代）。
-XX:+UseConcMarkSweepGC：启用CMS垃圾收集器（老年代）。
-XX:NewRatio：年轻代与老年代的内存比例。
-XX:SurvivorRatio：Eden区与Survivor区的比例。

垃圾收集行为控制

-XX:MaxTenuringThreshold：对象晋升到老年代之前经历的垃圾回收次数阈值。
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent（G1 GC）：触发并发标记周期的堆占用率阈值。

内存区域细分（G1收集器特定）

-XX:G1HeapRegionSize：设置G1堆区域的大小。

GC

-XX:+UseParallelGC：启用并行新生代收集器，使用多个线程进行垃圾回收。
-XX:ParallelGCThreads：设置并行收集器工作的线程数。
-Xloggc:filename：指定GC日志文件路径。
-XX:+PrintGCDetails：打印详细的GC处理信息。
-XX:+PrintGCDateStamps：在GC日志中添加时间戳。
-XX:NumberOfGCLogFiles 和 -XX:GCLogFileSize：分别用于设置GC日志文件的数量和单个文件大小（滚动日志）。

栈内存大小

-Xss：每个线程的栈内存大小。

直接内存大小

-XX:MaxDirectMemorySize：设置可以使用的直接内存大小。

其他调优选项

-XX:+DisableExplicitGC：禁止程序主动调用System.gc()。
-XX:+AggressiveOpts：开启激进优化策略。
-XX:TargetSurvivorRatio：G1 GC的目标幸存者区占用率。

监控工具：

jstat -gccause ：查看实时GC统计信息，包括引起Full GC的原因。

jinfo：动态获取或修改运行中的Java进程的JVM参数。

jmap：生成堆转储快照，用于离线分析。

jconsole 或 VisualVM：图形化监控工具，可以实时观察GC活动。