JVM运行时参数

JVM运行时参数

JVM运行时参数是用于配置和调整Java虚拟机的行为和性能的参数。这些参数可以在启动Java应用程序时通过命令行或配置文件进行设置，合理配置参数可以使JVM虚拟机的达到更好的性能，降低OOM发生的概率

官网地址：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/windows/java.html

JVM参数选项

类型一：标准参数选项

特点：比较稳定，后续版本基本不会变化，以-开头

运行java或者java -help可以看到所有的标准选项

类型二：-X参数选项

特点：非标准化参数，功能还是比较稳定的。但官方说后续版本可能会变更

运行java -X命令可以看到所有的X选项

> java -X
    -Xmixed           混合模式执行 (默认)
    -Xint             仅解释模式执行
    -Xbootclasspath:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件>
                      设置搜索路径以引导类和资源
    -Xbootclasspath/a:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件>
                      附加在引导类路径末尾
    -Xbootclasspath/p:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件>
                      置于引导类路径之前
    -Xdiag            显示附加诊断消息
    -Xnoclassgc       禁用类垃圾收集
    -Xincgc           启用增量垃圾收集
    -Xloggc:<file>    将 GC 状态记录在文件中 (带时间戳)
    -Xbatch           禁用后台编译
    -Xms<size>        设置初始 Java 堆大小
    -Xmx<size>        设置最大 Java 堆大小
    -Xss<size>        设置 Java 线程堆栈大小
    -Xprof            输出 cpu 配置文件数据
    -Xfuture          启用最严格的检查, 预期将来的默认值
    -Xrs              减少 Java/VM 对操作系统信号的使用 (请参阅文档)
    -Xcheck:jni       对 JNI 函数执行其他检查
    -Xshare:off       不尝试使用共享类数据
    -Xshare:auto      在可能的情况下使用共享类数据 (默认)
    -Xshare:on        要求使用共享类数据, 否则将失败。
    -XshowSettings    显示所有设置并继续
    -XshowSettings:all
                      显示所有设置并继续
    -XshowSettings:vm 显示所有与 vm 相关的设置并继续
    -XshowSettings:properties
                      显示所有属性设置并继续
    -XshowSettings:locale
                      显示所有与区域设置相关的设置并继续

-X 选项是非标准选项, 如有更改, 恕不另行通知。

类型三：-XX参数选项

Boolean类型格式

-XX:+<option>  启用option属性
-XX:-<option>  禁用option属性

非Boolean类型格式

-XX:<option>=<number>  设置option数值，可以带单位如k/K/m/M/g/G
-XX:<option>=<string>  设置option字符值

添加JVM参数选项

运行jar包

java -Xms100m -Xmx100m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCTimeStamps -jar demo.jar

Tomcat运行war包

# linux下catalina.sh添加
JAVA_OPTS="-Xms512M -Xmx1024M"
# windows下catalina.bat添加
set "JAVA_OPTS=-Xms512M -Xmx1024M"

程序运行中

# 设置Boolean类型参数
jinfo -flag [+|-]<name> <pid>
# 设置非Boolean类型参数
jinfo -flag <name>=<value> <pid>

常用的JVM参数选项

打印设置的XX选项及值

-XX:+PrintCommandLineFlags 程序运行时JVM默认设置或用户手动设置的XX选项
-XX:+PrintFlagsInitial 打印所有XX选项的默认值
-XX:+PrintFlagsFinal 打印所有XX选项的实际值
-XX:+PrintVMOptions 打印JVM的参数

堆、栈、方法区等内存大小设置

# 栈
-Xss128k <==> -XX:ThreadStackSize=128k 设置线程栈的大小为128K

# 堆
-Xms2048m <==> -XX:InitialHeapSize=2048m 设置JVM初始堆内存为2048M
-Xmx2048m <==> -XX:MaxHeapSize=2048m 设置JVM最大堆内存为2048M
-Xmn2g <==> -XX:NewSize=2g -XX:MaxNewSize=2g 设置年轻代大小为2G
-XX:SurvivorRatio=8 设置Eden区与Survivor区的比值，默认为8
-XX:NewRatio=2 设置老年代与年轻代的比例，默认为2
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy 设置大小比例自适应，默认开启
-XX:PretenureSizeThreadshold=1024 设置让大于此阈值的对象直接分配在老年代，只对Serial、ParNew收集器有效
-XX:MaxTenuringThreshold=15 设置新生代晋升老年代的年龄限制，默认为15
-XX:TargetSurvivorRatio 设置MinorGC结束后Survivor区占用空间的期望比例

# 方法区
-XX:MetaspaceSize / -XX:PermSize=256m 设置元空间/永久代初始值为256M
-XX:MaxMetaspaceSize / -XX:MaxPermSize=256m 设置元空间/永久代最大值为256M
-XX:+UseCompressedOops 使用压缩对象
-XX:+UseCompressedClassPointers 使用压缩类指针
-XX:CompressedClassSpaceSize 设置Klass Metaspace的大小，默认1G

# 直接内存
-XX:MaxDirectMemorySize 指定DirectMemory容量，默认等于Java堆最大值

OutOfMemory相关的选项

-XX:+HeapDumpOnOutMemoryError 内存出现OOM时生成Heap转储文件，两者互斥
-XX:+HeapDumpBeforeFullGC 出现FullGC时生成Heap转储文件，两者互斥
-XX:HeapDumpPath=<path> 指定heap转储文件的存储路径，默认当前目录
-XX:OnOutOfMemoryError=<path> 指定可行性程序或脚本的路径，当发生OOM时执行脚本

GC日志相关选项

-XX:+PrintGC <==> -verbose:gc  打印简要日志信息
-XX:+PrintGCDetails            打印详细日志信息
-XX:+PrintGCTimeStamps  打印程序启动到GC发生的时间，搭配-XX:+PrintGCDetails使用
-XX:+PrintGCDateStamps  打印GC发生时的时间戳，搭配-XX:+PrintGCDetails使用
-XX:+PrintHeapAtGC  打印GC前后的堆信息，如下图
-Xloggc:<file> 输出GC导指定路径下的文件中
-XX:+TraceClassLoading  监控类的加载
-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime  打印GC时线程的停顿时间
-XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime  打印垃圾收集之前应用未中断的执行时间
-XX:+PrintReferenceGC 打印回收了多少种不同引用类型的引用
-XX:+PrintTenuringDistribution  打印JVM在每次MinorGC后当前使用的Survivor中对象的年龄分布
-XX:+UseGCLogFileRotation 启用GC日志文件的自动转储
-XX:NumberOfGCLogFiles=1  设置GC日志文件的循环数目
-XX:GCLogFileSize=1M  设置GC日志文件的大小

垃圾收集器相关选项

-XX:+PrintCommandLineFlags：查看命令行相关参数（包含使用的垃圾收集器）
使用命令行指令：jinfo --flag 相关垃圾回收器参数 进程ID

7款经典收集器与垃圾分代之间的关系

垃圾收集器的组合关系

两个收集器间有连线，表明它们可以搭配使用：

• 红色虚线表示在jdk8时被Deprecate，jdk9时被删除

• 绿色虚线表示在jdk14时被Deprecate

• 绿色虚框表示在jdk9时被Deprecate，jdk14时被删除

  Serial回收器

  -XX:+UseSerialGC 年轻代使用Serial GC， 老年代使用Serial Old GC

  ParNew回收器

  -XX:+UseParNewGC 年轻代使用ParNew GC
  -XX:ParallelGCThreads 设置年轻代并行收集器的线程数。
  一般地，最好与CPU数量相等，以避免过多的线程数影响垃圾收集性能。

  Parallel回收器

  -XX:+UseParallelGC 年轻代使用 Parallel Scavenge GC，互相激活
  -XX:+UseParallelOldGC 老年代使用 Parallel Old GC，互相激活
  -XX:ParallelGCThreads
  -XX:MaxGCPauseMillis 设置垃圾收集器最大停顿时间（即STW的时间），单位是毫秒。
  为了尽可能地把停顿时间控制在MaxGCPauseMills以内，收集器在工作时会调整Java堆大小或者其他一些参数。
  对于用户来讲，停顿时间越短体验越好；但是服务器端注重高并发，整体的吞吐量。
  所以服务器端适合Parallel，进行控制。该参数使用需谨慎。
  -XX:GCTimeRatio 垃圾收集时间占总时间的比例（1 / (N＋1)），用于衡量吞吐量的大小
  取值范围（0,100），默认值99，也就是垃圾回收时间不超过1％。
  与前一个-XX：MaxGCPauseMillis参数有一定矛盾性。暂停时间越长，Radio参数就容易超过设定的比例。
  -XX:+UseAdaptiveSizePolicy 设置Parallel Scavenge收集器具有自适应调节策略。
  在这种模式下，年轻代的大小、Eden和Survivor的比例、晋升老年代的对象年龄等参数会被自动调整，以达到在堆大小、吞吐量和停顿时间之间的平衡点。
  在手动调优比较困难的场合，可以直接使用这种自适应的方式，仅指定虚拟机的最大堆、目标的吞吐量（GCTimeRatio）和停顿时间（MaxGCPauseMills），让虚拟机自己完成调优工作。

  CMS回收器

  -XX:+UseConcMarkSweepGC 年轻代使用CMS GC。
  开启该参数后会自动将-XX：＋UseParNewGC打开。即：ParNew（Young区）+ CMS（Old区）+ Serial Old的组合
  -XX:CMSInitiatingOccupanyFraction 设置堆内存使用率的阈值，一旦达到该阈值，便开始进行回收。JDK5及以前版本的默认值为68，DK6及以上版本默认值为92％。
  如果内存增长缓慢，则可以设置一个稍大的值，大的阈值可以有效降低CMS的触发频率，减少老年代回收的次数可以较为明显地改善应用程序性能。
  反之，如果应用程序内存使用率增长很快，则应该降低这个阈值，以避免频繁触发老年代串行收集器。
  因此通过该选项便可以有效降低Fu1l GC的执行次数。
  -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly 是否动态可调，使CMS一直按CMSInitiatingOccupancyFraction设定的值启动
  -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection 用于指定在执行完Full GC后对内存空间进行压缩整理
  以此避免内存碎片的产生。不过由于内存压缩整理过程无法并发执行，所带来的问题就是停顿时间变得更长了。
  -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction 设置在执行多少次Full GC后对内存空间进行压缩整理。
  -XX:ParallelCMSThreads 设置CMS的线程数量。
  CMS 默认启动的线程数是(ParallelGCThreads＋3)/4，ParallelGCThreads 是年轻代并行收集器的线程数。
  当CPU 资源比较紧张时，受到CMS收集器线程的影响，应用程序的性能在垃圾回收阶段可能会非常糟糕。
  -XX:ConcGCThreads 设置并发垃圾收集的线程数，默认该值是基于ParallelGCThreads计算出来的
  -XX:+CMSScavengeBeforeRemark 强制hotspot在cms remark阶段之前做一次minor gc，用于提高remark阶段的速度
  -XX:+CMSClassUnloadingEnable 如果有的话，启用回收Perm 区（JDK8之前）
  -XX:+CMSParallelInitialEnabled 用于开启CMS initial-mark阶段采用多线程的方式进行标记
  用于提高标记速度，在Java8开始已经默认开启
  -XX:+CMSParallelRemarkEnabled 用户开启CMS remark阶段采用多线程的方式进行重新标记，默认开启
  -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent
  -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrentAndUnloadsClasses
  这两个参数用户指定hotspot虚拟在执行System.gc()时使用CMS周期
  -XX:+CMSPrecleaningEnabled 指定CMS是否需要进行Pre cleaning阶段

  G1回收器

  -XX:+UseG1GC 手动指定使用G1收集器执行内存回收任务。
  -XX:G1HeapRegionSize 设置每个Region的大小。
  值是2的幂，范围是1MB到32MB之间，目标是根据最小的Java堆大小划分出约2048个区域。默认是堆内存的1/2000。
  -XX:MaxGCPauseMillis 设置期望达到的最大GC停顿时间指标（JVM会尽力实现，但不保证达到）。默认值是200ms
  -XX:ParallelGCThread 设置STW时GC线程数的值。最多设置为8
  -XX:ConcGCThreads 设置并发标记的线程数。将n设置为并行垃圾回收线程数（ParallelGCThreads）的1/4左右。
  -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent 设置触发并发GC周期的Java堆占用率阈值。超过此值，就触发GC。默认值是45。
  -XX:G1NewSizePercent 新生代占用整个堆内存的最小百分比（默认5％）
  -XX:G1MaxNewSizePercent 新生代占用整个堆内存的最大百分比（默认60％）
  -XX:G1ReservePercent=10 保留内存区域，防止 to space（Survivor中的to区）溢出

怎么选择垃圾回收器？

• 优先让JVM自适应，调整堆的大小

• 串行收集器：内存小于100M；单核、单机程序，并且没有停顿时间的要求

• 并行收集器：多CPU、高吞吐量、允许停顿时间超过1秒

• 并发收集器：多CPU、追求低停顿时间、快速响应（比如延迟不能超过1秒，如互联网应用）

• 官方推荐G1，性能高。现在互联网的项目，基本都是使用G1

特别说明：

• 没有最好的收集器，更没有万能的收集器

• 调优永远是针对特定场景、特定需求，不存在一劳永逸的收集器