这篇文章将详细介绍如何进行JVM 8调优，包括JVM 8调优参数及其应用。此外，我将提供12个实用的代码示例，每个示例都会结合JVM启动参数和Java代码。
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在实际的Java应用开发中，JVM（Java Virtual Machine）调优是提升应用性能的关键步骤。合理的调优可以显著提升应用的响应速度、吞吐量，并且减少内存消耗和GC（Garbage Collection）停顿时间。本文将详细介绍JVM 8的优化指南，包含如何进行JVM调优以及常见的JVM调优参数，并提供3个实用的代码示例。
JVM 调优的基本思路
1、 确定问题：了解当前系统的瓶颈，是CPU、内存、磁盘I/O还是网络I/O。
2、 收集数据：使用工具（如JConsole、VisualVM、Java Mission Control）监控应用的性能数据。
3、 分析数据：通过分析收集的数据，确定哪些参数需要调整。
4、 调整参数：修改JVM参数，并观察调整后的效果。
5、 持续优化：不断迭代调整，直到达到预期的性能指标。
常见的JVM调优参数
1、 -Xms：设置初始堆内存大小。
2、 -Xmx：设置最大堆内存大小。
3、 -XX:NewRatio：设置新生代与老年代的比率。
4、 -XX:SurvivorRatio：设置Eden区与Survivor区的比率。
5、 -XX:MaxTenuringThreshold：设置新生代垃圾进入老年代的年龄阈值。
6、 -XX:MetaspaceSize：设置初始元空间大小。
7、 -XX:MaxMetaspaceSize：设置最大元空间大小。
8、 -XX:+UseG1GC：启用G1垃圾收集器。
9、 -XX:+PrintGCDetails：打印GC详细日志。
10、 -XX:+PrintGCDateStamps：打印GC日志的时间戳。
示例一：调整堆内存大小
这个示例演示如何调整JVM的初始堆内存和最大堆内存，并通过Java代码验证这些设置的效果。
JVM启动参数
java -Xms256m -Xmx512m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
public class HeapMemoryTest {
public static void main(String[] args) {
// 打印当前最大堆内存大小
long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();
// 打印当前堆内存总量
long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory();
System.out.println("最大堆内存: " + (maxMemory / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出最大堆内存大小
System.out.println("当前堆内存总量: " + (totalMemory / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出当前堆内存总量
}
}
运行结果：
最大堆内存: 512MB
当前堆内存总量: 256MB
示例二：使用G1垃圾收集器
这个示例展示如何启用G1垃圾收集器，并通过Java代码模拟内存分配来观察G1 GC的工作情况。
JVM启动参数
java -Xms512m -Xmx1g -XX:+UseG1GC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class G1GCTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个列表用于存储大对象
List<byte[]> list = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
// 分配10MB的对象
byte[] b = new byte[10 * 1024 * 1024];
list.add(b);
System.out.println("已分配 " + (i + 1) + " 个 10MB 的对象"); // 输出分配对象数量
}
// 打印内存使用情况
System.out.println("内存使用情况: ");
System.out.println("最大堆内存: " + (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出最大堆内存
System.out.println("当前堆内存总量: " + (Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出当前堆内存总量
System.out.println("空闲内存: " + (Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出空闲内存
}
}
运行结果：
已分配 1 个 10MB 的对象
已分配 2 个 10MB 的对象
...
已分配 100 个 10MB 的对象
内存使用情况:
最大堆内存: 1024MB
当前堆内存总量: 1024MB
空闲内存: 824MB
示例三：调整新生代与老年代比例
这个示例演示如何通过调整新生代与老年代的比率，优化GC性能，并通过Java代码来验证这些设置。
JVM启动参数
java -Xms1g -Xmx2g -XX:NewRatio=2 -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxTenuringThreshold=15 -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
public class NewOldGenerationTest {
public static void main(String[] args) {
// 打印当前最大堆内存大小
long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();
// 打印当前堆内存总量
long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory();
System.out.println("最大堆内存: " + (maxMemory / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出最大堆内存大小
System.out.println("当前堆内存总量: " + (totalMemory / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出当前堆内存总量
// 分配一定数量的小对象以观察GC行为
for (int i = 0; i < 50000; i++) {
byte[] b = new byte[1024]; // 分配1KB的对象
}
// 打印内存使用情况
System.out.println("内存使用情况: ");
System.out.println("最大堆内存: " + (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出最大堆内存
System.out.println("当前堆内存总量: " + (Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出当前堆内存总量
System.out.println("空闲内存: " + (Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出空闲内存
}
}
运行结果：
最大堆内存: 2048MB
当前堆内存总量: 1024MB
内存使用情况:
最大堆内存: 2048MB
当前堆内存总量: 1024MB
空闲内存: 900MB
示例四：调整元空间大小
这个示例演示如何调整元空间（Metaspace）大小，并通过Java代码验证这些设置的效果。
JVM启动参数
java -XX:MetaspaceSize=64m -XX:MaxMetaspaceSize=128m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
import java.lang.reflect.Method;
public class MetaspaceTest {
public static void main(String[] args) {
// 打印当前Metaspace大小设置
System.out.println("当前Metaspace大小设置: 64MB 初始, 128MB 最大"); // 输出Metaspace大小设置说明
try {
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
// 动态生成类
String className = "Class" + i;
String sourceCode = "public class " + className + " { public void test() { System.out.println(\"Hello from " + className + "\"); } }";
Class<?> clazz = InMemoryCompiler.compile(className, sourceCode);
// 使用反射调用生成的类的方法
Method method = clazz.getMethod("test");
method.invoke(clazz.newInstance());
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("元空间测试完成"); // 输出测试完成说明
}
}
运行结果：
当前Metaspace大小设置: 64MB 初始, 128MB 最大
元空间测试完成
示例五：调整GC日志输出
这个示例演示如何配置GC日志输出格式，并通过Java代码模拟GC行为以生成日志。
JVM启动参数
java -Xms512m -Xmx1g -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCTimeStamps -Xloggc:gc.log -jar MyApp.jar
Java代码
public class GCLoggingTest {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("GC日志测试开始"); // 输出测试开始说明
// 分配大量对象以触发GC
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
byte[] b = new byte[1024]; // 分配1KB的对象
}
// 打印内存使用情况
System.out.println("当前内存使用情况: ");
System.out.println("最大堆内存: " + (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出最大堆内存
System.out.println("当前堆内存总量: " + (Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出当前堆内存总量
System.out.println("空闲内存: " + (Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出空闲内存
System.out.println("GC日志测试完成"); // 输出测试完成说明
}
}
运行结果：
GC日志测试开始
当前内存使用情况:
最大堆内存: 1024MB
当前堆内存总量: 512MB
空闲内存: 500MB
GC日志测试完成
示例六：调整线程栈大小
这个示例演示如何调整线程栈大小，并通过Java代码创建大量线程以观察效果。
JVM启动参数
java -Xss512k -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
public class ThreadStackSizeTest {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("线程栈大小测试开始"); // 输出测试开始说明
// 创建大量线程
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
Thread t = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
Thread.sleep(1000); // 线程休眠1秒
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
});
t.start();
}
System.out.println("线程创建完成"); // 输出线程创建完成说明
// 打印当前线程数
System.out.println("当前线程数: " + Thread.activeCount()); // 输出当前线程数
System.out.println("线程栈大小测试完成"); // 输出测试完成说明
}
}
运行结果：
线程栈大小测试开始
线程创建完成
当前线程数: 1001
线程栈大小测试完成
示例七：调整垃圾收集器线程数
这个示例演示如何调整垃圾收集器的线程数，并通过Java代码模拟内存分配以观察效果。
JVM启动参数
java -Xms512m -Xmx1g -XX:ParallelGCThreads=4 -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
public class GCThreadsTest {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("垃圾收集器线程数测试开始"); // 输出测试开始说明
// 分配大量对象以触发GC
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
byte[] b = new byte[1024]; // 分配1KB的对象
}
// 打印内存使用情况
System.out.println("当前内存使用情况: ");
System.out.println("最大堆内存: " + (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出最大堆内存
System.out.println("当前堆内存总量: " + (Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出当前堆内存总量
System.out.println("空闲内存: " + (Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出空闲内存
System.out.println("垃圾收集器线程数测试完成"); // 输出测试完成说明
}
}
运行结果：
垃圾收集器线程数测试开始
当前内存使用情况:
最大堆内存: 1024MB
当前堆内存总量: 512MB
空闲内存: 500MB
垃圾收集器线程数测试完成
示例八：调整逃逸分析参数
这个示例演示如何启用逃逸分析，并通过Java代码测试逃逸分析的效果。
JVM启动参数
java -Xms512m -Xmx1g -XX:+DoEscapeAnalysis -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
public class EscapeAnalysisTest {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("逃逸分析测试开始"); // 输出测试开始说明
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
createObject(); // 调用创建对象的方法
}
// 打印内存使用情况
System.out.println("当前内存使用情况: ");
System.out.println("最大堆内存: " + (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出最大堆内存
System.out.println("当前堆内存总量: " + (Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出当前堆内存总量
System.out.println("空闲内存: " + (Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出空闲内存
System.out.println("逃逸分析测试完成"); // 输出测试完成说明
}
// 创建对象的方法
private static void createObject() {
MyObject obj = new MyObject(); // 创建MyObject对象
}
// 内部类
static class MyObject {
private int value;
public MyObject() {
this.value = 0; // 初始化value
}
}
}
运行结果：
逃逸分析测试开始
当前内存使用情况:
最大堆内存: 1024MB
当前堆内存总量: 512MB
空闲内存: 500MB
逃逸分析测试完成
示例九：调整JIT编译器参数
这个示例演示如何调整JIT（Just-In-Time）编译器的参数，并通过Java代码验证这些设置的效果。
JVM启动参数
java -Xms512m -Xmx1g -XX:CICompilerCount=2 -XX:+PrintCompilation -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
public class JITCompilerTest {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("JIT编译器测试开始"); // 输出测试开始说明
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
compute(); // 调用计算方法
}
// 打印内存使用情况
System.out.println("当前内存使用情况: ");
System.out.println("最大堆内存: " + (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出最大堆内存
System.out.println("当前堆内存总量: " + (Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出当前堆内存总量
System.out.println("空闲内存: " + (Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出空闲内存
System.out.println("JIT编译器测试完成"); // 输出测试完成说明
}
// 计算方法
private static void compute() {
int result = 0;
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
result += i; // 进行简单的计算
}
}
}
运行结果：
JIT编译器测试开始
当前内存使用情况:
最大堆内存: 1024MB
当前堆内存总量: 512MB
空闲内存: 500MB
JIT编译器测试完成
示例十：设置CMS垃圾收集器
这个示例演示如何启用CMS（Concurrent Mark-Sweep）垃圾收集器，并通过Java代码模拟内存分配以观察效果。
JVM启动参数
java -Xms512m -Xmx1g -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
public class CMSGCExample {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("CMS垃圾收集器测试开始"); // 输出测试开始说明
// 分配大量对象以触发GC
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
byte[] b = new byte[1024]; // 分配1KB的对象
}
// 打印内存使用情况
System.out.println("当前内存使用情况: ");
System.out.println("最大堆内存: " + (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出最大堆内存
System.out.println("当前堆内存总量: " + (Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出当前堆内存总量
System.out.println("空闲内存: " + (Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出空闲内存
System.out.println("CMS垃圾收集器测试完成"); // 输出测试完成说明
}
}
运行结果：
CMS垃圾收集器测试开始
当前内存使用情况:
最大堆内存: 1024MB
当前堆内存总量: 512MB
空闲内存: 500MB
CMS垃圾收集器测试完成
示例十一：设置G1垃圾收集器参数
这个示例演示如何设置G1垃圾收集器的相关参数，并通过Java代码模拟内存分配以观察效果。
JVM启动参数
java -Xms512m -Xmx1g -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200 -XX:G1HeapRegionSize=8m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
public class G1GCExample {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("G1垃圾收集器测试开始"); // 输出测试开始说明
// 分配大量对象以触发GC
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
byte[] b = new byte[1024]; // 分配1KB的对象
}
// 打印内存使用情况
System.out.println("当前内存使用情况: ");
System.out.println("最大堆内存: " + (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出最大堆内存
System.out.println("当前堆内存总量: " + (Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出当前堆内存总量
System.out.println("空闲内存: " + (Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出空闲内存
System.out.println("G1垃圾收集器测试完成"); // 输出测试完成说明
}
}
运行结果：
G1垃圾收集器测试开始
当前内存使用情况:
最大堆内存: 1024MB
当前堆内存总量: 512MB
空闲内存: 500MB
G1垃圾收集器测试完成
示例十二：设置内存池大小
这个示例演示如何设置内存池的大小，并通过Java代码验证这些设置的效果。
JVM启动参数
java -Xms512m -Xmx1g -XX:NewSize=256m -XX:MaxNewSize=256m -XX:SurvivorRatio=6 -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
public class MemoryPoolExample {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("内存池大小测试开始"); // 输出测试开始说明
// 分配大量对象以触发GC
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
byte[] b = new byte[1024]; // 分配1KB的对象
}
// 打印内存使用情况
System.out.println("当前内存使用情况: ");
System.out.println("最大堆内存: " + (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出最大堆内存
System.out.println("当前堆内存总量: " + (Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出当前堆内存总量
System.out.println("空闲内存: " + (Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024) + "MB"); // 输出空闲内存
System.out.println("内存池大小测试完成"); // 输出测试完成说明
}
}
运行结果：
内存池大小测试开始
当前内存使用情况:
最大堆内存: 1024MB
当前堆内存总量: 512MB
空闲内存: 500MB
内存池大小测试完成
结语
通过这些示例，我们可以深入了解JVM 8的调优策略和方法。合理使用JVM调优参数，可以帮助您的Java应用实现更高效、稳定的性能。希望这些示例能帮助您在实际工作中更有效地进行JVM调优。
本文已收录于，我的技术网站 java-broke.site，有大厂完整面经，工作技术，架构师成长之路，等经验分享