目录
- 1，jvm常用参数
- 2，jvm调优(g1)
- 2.1，堆的大小上限一般不要超过32gb
- 2.2，使用g1的时候不能设置年轻代的大小(-Xmn)
- 2.3，解决回收过程中的转移失败(Evacuation Failure)
- 2.4，巨型对象分配(Humongous Allocation)
- 2.5，垃圾回收算法CMS和G1的选择
- 2.6 jvm参数示例
- 3，jvm 日志
- 3.1 gc日志参数
- 3.2 gc日志解读
- 3.3 gc日志可视化
1，jvm常用参数
可以通过java -XX:+PrintFlagsFinal命令查看jvm各参数在当前机器上的默认值，
或者jinfo -flag MetaspaceSize pid查看指定进程的参数的值：
| 参数 | 功能 | 默认值 |
|---|---|---|
| -Xms | 初始堆大小 | 物理内存1/64 |
| -Xmx | 最大堆大小 | 物理内存1/4 |
| -Xmn | 年轻代大小 (NewSize与MaxNewSize设为一致) |
堆的1/3 |
| -XX:MetaspaceSize | 元数据区大小 | 20.8M |
| -XX:MaxMetaspaceSize | 元数据区最大值 | 4g |
| -XX:NewSize | 年轻代默认大小 | 2m |
| -XX:MaxNewSize | 年轻代最大值（根据 NewRatio计算） | |
| -Xss | 每个线程的堆栈大小 | 1M |
| -XX:NewRatio | 新生代和老年代比值 | 2 |
| -XX:SurvivorRatio | Eden与Survivor的占用比例。 默认值8表示survivor占用2/8(两个survivor)，Eden占用6/8。 |
8 |
| -XX:+AggressiveOpts | 启用JVM开发团队最新的调优成果。 例如编译优化，偏向锁，并行年老代收集等。 |
默认不启用 |
| --XX:MaxHeapFreeRatio | 空余堆内存大于70%时,JVM会减少堆直到 -Xms的最小限制。 | 70 |
| --XX:MinHeapFreeRatio | 空余堆内存小于40%时,JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制。 | 40 |
| -XX:-DisableExplicitGC | 禁止在运行期显式地调用 System.gc()。 开启该选项后，GC的触发时机将由Garbage Collector全权掌控。 |
默认不启用 |
| -XX:-UseConcMarkSweepGC | 启用CMS低停顿垃圾收集器 | 默认不启用 |
| -XX:+UseParNewGC | 新生代并行回收 | 默认不启用 |
| -XX:+ScavengeBeforeFullGC | 在Full GC前触发一次Minor GC | 默认启用 |
| -XX:ParallelGCThreads | 并行收集器线程数 | 如果cpu线程数<=8则使用cpu线程数，否则增加5/8的线程总数 |
| -XX:ConcGCThreads | 并发垃圾收集器使用的线程数量 | XX:ParallelGCThreads/4 |
| -XX:+UseG1GC | 使用g1回收器 | 默认不启用 |
| -XX:MaxGCPauseMillis | 最大GC停顿时间，这是个软目标，JVM将尽可能（但不保证）停顿小于这个时间 | 200ms |
| -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent | 启动并发GC周期时的堆内存占用百分比 | 45 |
| -XX:G1ReservePercent | 设置堆内存保留为假天花板的总量,以降低提升失败的可能性 | 10 |
| -XX:G1HeapRegionSize | 使用G1时Java堆会被分为大小统一的的区(region)。此参数可以指定每个heap区的大小. 默认值将根据 heap size 算出最优解. 最小值为 1Mb, 最大值为 32Mb. | |
| -XX:+CMSScavengeBeforeRemark | 在CMS GC前启动一次ygc，目的在于减少old gen对ygc gen的引用，降低remark时的开销-----一般CMS的GC耗时 80%都在remark阶段 | 默认不启用 |
| -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction | 堆内存使用达到70%时启动cms gc | 70 |
| -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly | 只是用设定的回收阈值(XX:CMSInitiatingOccupancyFraction),如果不指定,JVM仅在第一次使用设定值,后续则自动调整 | 默认不启用 |
| XX:+AlwaysPreTouch | 当JVM初始化时预先对Java堆进行预先摸底（Pre-touch），堆的每个页初始化时满足需求，而不是应用执行时递增。 | 默认不启用 |
2，jvm调优(g1)
由于java后续版本g1是主流，所以调优针对的是g1。
2.1，堆的大小上限一般不要超过32gb
在堆中，32位的对象引用占4个字节，而64位的对象引用占8个字节。也就是说，64位的对象引用大小是32位的2倍。java6之后支持
-XX:+UseCompressedOops开启指针压缩，默认开启。Enables the use of compressed pointers (object references represented as 32 bit offsets instead of 64-bit pointers) for optimized 64-bit performance with Java heap sizes less than 32gb.
指针压缩原理：
32位内最多可以表示4GB，64位地址分为堆的基地址+偏移量，当堆内存<32GB时候，在压缩过程中，把偏移量/8后保存到32位地址。在解压时再把32位地址放大8倍，所以启用CompressedOops的条件是堆内存要在4GB*8=32GB以内。
如果GC堆大小在4G以上32G以下，则启用UseCompressedOop ，如果GC堆大小大于32G，压指失效，使用原来的64位。
所以正常情况下，堆内存最大不要超过32gb。
2.2，使用g1的时候不能设置年轻代的大小(-Xmn)
在使用g1回收器的时候如果同时设置了-Xmn参数，也就是指定了年轻代的大小，那么这将影响g1的回收，因为一旦设置了年轻代的大小，那么g1将无法动态调整堆的各区间的大小，同时g1的最大暂停时间目标将不再起作用。与此同时，最大暂停时间(-XX:MaxGCPauseMillis)只是个期望值，g1无法绝对保证，而且设置最大暂停时间的值不能用平均响应时间来设置，应该用上限响应时间或者接近上限响应时间的值来设置。
2.3，解决回收过程中的转移失败(Evacuation Failure)
gc日志中常可以看到"evacuation failure", "to-space exhausted", "to-space overflow"， "promotion failure"之类的输出，这是由于g1在回收的过程中无法找到空闲空间放置存活对象，这种情况称为Evacuation Failure(类比cms中的晋升失败)：
924.897: [GC pause (G1 Evacuation Pause) (mixed) (to-space exhausted), 0.1957310 secs]
924.897:[GC pause (G1 Evacuation Pause) (mixed) (to-space overflow), 0.1957310 secs] 这个易导致full gc，而g1中的full gc是Serial收集器，这会导致秒级的暂停时间，所以在g1中要尽量避免出现full gc。针对此情况可以做一下调整：
- 减少InitiatingHeapOccupancyPercent参数的值(默认45)提前启动标记周期，但同时也会增加GC发生频率;
- 增加ConcGCThreads参数的值来增加并发标记的线程数目，提高gc的效率，但同时也会占用更多工作线程的资源;
- 增加 -XX:G1ReservePercent参数的值(并相应增加总的堆大小)，为"目标空间"(to-space)增加预留内存量。
2.4，巨型对象分配(Humongous Allocation)
对于 G1 GC，任何超过区域(G1HeapRegionSize)一半大小的对象都被视为“巨型对象”。此类对象直接被分配到老年代中的“巨型区域”。这些巨型区域是一个连续的区域集。StartsHumongous 标记该连续集的开始，ContinuesHumongous 标记它的延续。
g1只会在标记周期结束的时候清理巨型对象，或者在full gc的时候其不可达。巨型对象不会移动，即使是full gc时也是如此，这会过早的减慢full gc的效率。
由于每个 StartsHumongous 和 ContinuesHumongous 区域集只包含一个巨型对象，所以没有使用巨型对象的终点与上个区域的终点之间的空间（即巨型对象所跨的空间）。如果对象只是略大于堆区域大小的倍数，则此类未使用的空间可能会导致堆碎片化。
巨型对象分配日志示例：
280.008: [G1Ergonomics (Concurrent Cycles) request concurrent cycle initiation, reason: occupancy higher than threshold, occupancy: 62344134656 bytes, allocation request: 46137368 bytes, threshold: 42520176225 bytes (45.00 %), source: concurrent humongous allocation]如果巨型分配导致连续的并发周期，并且此类分配导致老年代碎片化，可以增加 -XX:G1HeapRegionSize，这样一来，之前的巨型对象就不再是巨型对象了，而是采用常规的分配路径，或者分析程序本身以减少此类对象的产生。-XX:G1HeapRegionSize，其值为2的次幂，最小值为 1mb, 最大值为 32mb。
2.5，垃圾回收算法CMS和G1的选择
程序调优的两个目标特点：
| 指标 | 定义 |
|---|---|
| 响应能力 | 响应能力又或者延时(Latency)指系统对任务的响应速度，比如有人机交互的系统(gui程序,web界面)。响应能力优先的系统，对系统长时间的卡顿是无法接受的。 |
| 吞吐量 | 吞吐量(Throughput)指系统单位时间内处理任务的能力，吞吐量优先的系统，更需要考虑的是系统处理大量任务的效率，至于单次任务的效率无足轻重，所以卡顿是可以接受的，只要整体效率有保障。 |
响应能力和吞吐量是衡量系统性能的两个重要指标，这两个指标并不是绝对对立的，最终系统的表现取决于系统的瓶颈。
| 类别 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| CMS | 并发收集、低停顿 | 对cpu资源敏感; 无法处理浮动垃圾; 容易出现内存空间碎片; |
对响应时间敏感，cpu资源丰富， 追求服务的响应速度， 相应牺牲服务的吞吐量。 |
| G1 | 无内存空间碎片的问题; 可预测的停顿; 配置少，可动态调优至最优配置 |
g1触发full gc时会退化使用Serial收集器进行回收，导致秒级的暂停时间 | 面向服务端，适用于多核，大内存的服务端系统。 实现高吞吐量的同时，尽可能满足gc暂停时间的要求 |
2.6 jvm参数示例
### g1
-server
-Xms10g
-Xmx10g
-XX:+AlwaysPreTouch
-XX:+UseG1GC
-XX:+ScavengeBeforeFullGC
-XX:+DisableExplicitGC### cms
-server
-Xms10g
-Xmx10g
-XX:+AlwaysPreTouch
-XX:+UseParNewGC
-XX:+UseConcMarkSweepGC
-XX:+CMSClassUnloadingEnabled
-XX:+CMSPermGenSweepingEnabled
-XX:+ScavengeBeforeFullGC
-XX:+CMSScavengeBeforeRemark
-XX:+DisableExplicitGC3，jvm 日志
3.1 gc日志参数
| 参数 | 功能 |
|---|---|
| -verbose:gc | 输出一些详细的gc信息(等同 -XX:+PrintGC)， -XX:+PrintGC后续版本弃用 |
| -XX:+PrintGCDetails | 输出gc的详细信息 |
| -XX:+PrintGCTimeStamps | 输出GC的时间戳（以基准时间的形式） |
| -XX:+PrintGCDateStamps | 输出GC的时间戳（以日期的形式） |
| -XX:+PrintAdaptiveSizePolicy | 打印自适应收集的大小，默认关闭 |
| -XX:+UseGCLogFileRotation | 打开或关闭GC日志滚动记录功能，要求必须设置 -Xloggc参数，并且开启后默认的文件数和文件大小不受限制 |
| -XX:NumberOfGCLogFiles | 设置滚动日志文件的个数，必须大于1 |
| -XX:GCLogFileSize | 设置滚动日志文件的大小，默认8k |
| -Xloggc:[file] | 将gc信息输出到单独的日志文件，示例： Xloggc:/path/to/gc/logs/log.txt |
3.2 gc日志解读
- cms日志示例：
[GC [ParNew: 471013K->44702K(471872K), 0.0151339 secs] 1092059K->673523K(2044736K), 0.0154045 secs] [Times: user=0.18 sys=0.04, real=0.02 secs]
[Full GC [PSYoungGen: 1403K->33K(912504K)] [ParOldGen: 8K->1261K(1048576K)] 1411K->1261K(1926080K), [Metaspace: 3508K->3508K(1056768K)], 0.0083870 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.01 secs]
各个指标对应的含义：
[GC类型(导致原因) [发生区域: gc前大小->gc后大小(总大小), gc占用时间] gc前堆大小->gc后堆大小(堆总大小), 该内存区gc占用时间] [Times: 用户态耗时, 内核态耗时, 实际耗时(wall clock time)]注意：Minor GC，Major GC均会导致STW
G1日志示例
0.522: [GC pause (young), 0.15877971 secs] 这是一个转移暂停，距离进程启动的0.522秒开始，所有被转移的是年轻代分区，一共花费了0.15877971秒。
转移暂停也可以是混合的，比如：1.730:[GC pause (mixed), 0.32714353 secs]，此时分区包含所有的年轻代分区和部分老年代分区。
[Parallel Time: 157.1 ms] 并行GC Worker线程的总耗时，下面缩进部分是worker线程的子任务 [GC Worker Start (ms): 522.1 522.2 522.2 522.2 每个worker线程的启动时间（距离jvm启动的时间） Avg: 522.2, Min: 522.1, Max: 522.2, Diff: 0.1] 所有线程启动时间的avg,min,max,diff(下同，不赘述) [Ext Root Scanning (ms): 1.6 1.5 1.6 1.9 每个线程扫描Roots（全局变量，寄存器，线程栈，vm数据结构）的时间 Avg: 1.7, Min: 1.5, Max: 1.9, Diff: 0.4] 同上 [Update RS (ms): 38.7 38.8 50.6 37.3 每个线程更新Remember Set（RSet）时间，RSet保存引用 Avg: 41.3, Min: 37.3, Max: 50.6, Diff: 13.3] [Processed Buffers : 2 2 3 2 Sum: 9, Avg: 2, Min: 2, Max: 3, Diff: 1] [Scan RS (ms): 9.9 9.7 0.0 9.7 扫描RSet的时间，每个分区的RSet包含指向分区的Card。这个阶段扫描CSet集合中所有指向分区的Card。 Avg: 7.3, Min: 0.0, Max: 9.9, Diff: 9.9] [Object Copy (ms): 106.7 106.8 104.6 107.9 拷贝CSet集合里面所有分区存活对象到另一个分区的时间。 Avg: 106.5, Min: 104.6, Max: 107.9, Diff: 3.3] [Termination (ms): 0.0 0.0 0.0 0.0 Avg: 0.0, Min: 0.0, Max: 0.0, Diff: 0.0] [Termination Attempts : 1 4 4 6 Sum: 15, Avg: 3, Min: 1, Max: 6, Diff: 5] [GC Worker End (ms): 679.1 679.1 679.1 679.1 每个线程的停止时间 Avg: 679.1, Min: 679.1, Max: 679.1, Diff: 0.1] [GC Worker (ms): 156.9 157.0 156.9 156.9 每个线程的耗时 Avg: 156.9, Min: 156.9, Max: 157.0, Diff: 0.1] [GC Worker Other (ms): 0.3 0.3 0.3 0.3 每个线程执行除了上面操作的其他任务的耗时 Avg: 0.3, Min: 0.3, Max: 0.3, Diff: 0.0] [Clear CT: 0.1 ms] 串行清除Card Table的时间 [Other: 1.5 ms] [Choose CSet: 0.0 ms] 为CSet选择Region的时间 [Ref Proc: 0.3 ms] 处理对象引用的时间 [Ref Enq: 0.0 ms] 引用入ReferenceQueues队列的时间 [Free CSet: 0.3 ms] 释放CSet时间 [Eden: 12M(12M)->0B(10M) Survivors: 0B->2048K Heap: 13M(64M)->9739K(64M)] Eden在回收之前容量和占用都是12MB，回收之后占用为0，容量为13MB（有新的分区加入Eden）。 Survivor回收之后，占用从0变到2048KB，整个堆在回收之前占用和容量是14MB和64MB，回收之后是9739KB和64MB。 [Times: user=0.59 sys=0.02, real=0.16 secs]
3.3 gc日志可视化
可以使用gcviewer对gc日志进行可视化，这样可以更直观的观察和分析gc日志，其地址为：
https://github.com/chewiebug/GCViewer
参考链接：
https://blog.csdn.net/Dax1n/article/details/77163540
https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/tech/vmoptions-jsp-140102.html
https://juejin.im/post/5c4c8ad9f265da6179752b03
https://www.cnblogs.com/happyflyingpig/p/8918675.html
https://segmentfault.com/a/1190000007815623
https://blog.51cto.com/14237164/2379588
https://www.oracle.com/technetwork/cn/articles/java/g1gc-1984535-zhs.html
http://www.raincent.com/content-85-4354-5.html