JVM 运行参数 & 代码监控

1、Java代码监控

JDK提供java.lang.management包， 其实就是基于JMX技术规范，提供一套完整的MBean，动态获取JVM的运行时数据，达到监控JVM性能的目的。

package com.agan.jvm;

import java.lang.management.*;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;


public class JVMDemo {

    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("----------Memory--------");
        MemoryMXBean memoryMXBean = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
        MemoryUsage usage = memoryMXBean.getHeapMemoryUsage();
        System.out.println("初始化Heap：" + usage.getInit()/1024/1024 + "mb");
        System.out.println("最大Heap：" + usage.getMax()/1024/1024 + "mb");
        System.out.println("已使用Heap：" + usage.getUsed()/1024/1024 + "mb");
        System.out.println("Heap Memory Usage：" + memoryMXBean.getHeapMemoryUsage());
        System.out.println("Non-Heap Memory Usage: " + memoryMXBean.getNonHeapMemoryUsage());
        /*
         * 结果为：
         * 初始化Heap：254mb
         * 最大Heap：3604mb
         * 已使用Heap：5mb
         * Heap Memory Usage：init = 266338304(260096K) used = 5326968(5202K) committed = 255328256(249344K) max = 3779067904(3690496K)
         * Non-Heap Memory Usage: init = 2555904(2496K) used = 4886200(4771K) committed = 8060928(7872K) max = -1(-1K)
         */

        System.out.println("-----------Runtime----------");
        RuntimeMXBean runtimeMXBean = ManagementFactory.getRuntimeMXBean();
        System.out.println("JVM name: " + runtimeMXBean.getVmName());
        System.out.println("Lib path: " + runtimeMXBean.getLibraryPath());
        System.out.println("Class path: " + runtimeMXBean.getClassPath());
        System.out.println("VM Version: " + runtimeMXBean.getVmVersion());
        /*
         * JVM name: Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM
         * Lib path: C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\bin;C:\WINDOWS\Sun\Java\bin;C:\WINDOWS\system32;C:\WINDOWS;C:\Windows\system32;C:\Windows;C:\Windows\System32\Wbem;C:\Windows\System32\WindowsPowerShell\v1.0\;C:\Windows\System32\OpenSSH\;C:\Program Files\NVIDIA Corporation\NVIDIA NvDLISR;C:\WINDOWS\system32;C:\WINDOWS;C:\WINDOWS\System32\Wbem;C:\WINDOWS\System32\WindowsPowerShell\v1.0\;C:\WINDOWS\System32\OpenSSH\;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\bin;C:\Users\agan\Desktop\heiheihie;C:\Program Files\Git\cmd;C:\Users\agan\AppData\Local\Microsoft\WindowsApps;;.
         * Class path: C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\deploy.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\ext\cldrdata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\ext\dnsns.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\ext\jaccess.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\ext\jfxrt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\ext\localedata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\ext\nashorn.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\ext\sunec.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\ext\zipfs.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\javaws.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\jce.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\jfr.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\jfxswt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\jsse.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\management-agent.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\plugin.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\resources.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_202\jre\lib\rt.jar;D:\Work\Code\Learn\Java\target\classes;D:\Work\JAVA\MavenRepo\junit\junit\4.12\junit-4.12.jar;D:\Work\JAVA\MavenRepo\org\hamcrest\hamcrest-core\1.3\hamcrest-core-1.3.jar;D:\Work\JAVA\MavenRepo\org\projectlombok\lombok\1.16.20\lombok-1.16.20.jar;D:\Work\JAVA\MavenRepo\org\slf4j\slf4j-api\1.7.28\slf4j-api-1.7.28.jar;D:\Work\JAVA\MavenRepo\ch\qos\logback\logback-classic\1.2.3\logback-classic-1.2.3.jar;D:\Work\JAVA\MavenRepo\ch\qos\logback\logback-core\1.2.3\logback-core-1.2.3.jar;D:\Work\Program\IntelliJ IDEA 2018.3.6\lib\idea_rt.jar;C:\Users\agan\.IntelliJIdea2018.3\system\captureAgent\debugger-agent.jar
         * VM Version: 25.202-b08
         */

        System.out.println("-----------OperatingSystem----------");
        OperatingSystemMXBean osMBean = ManagementFactory.getOperatingSystemMXBean();
        //获取操作系统相关信息
        System.out.println("SystemName: " + osMBean.getName());
        System.out.println("SystemVersion: " + osMBean.getVersion());
        System.out.println("System可用处理器数 " + osMBean.getAvailableProcessors());
        /*
         * SystemName: Windows 10
         * SystemVersion: 10.0
         * System可用处理器数 8(本人电脑四核八线程，逻辑数)
         */

        System.out.println("-----------Thread----------");
        //获取各个线程的各种状态，CPU 占用情况，以及整个系统中的线程状况
        ThreadMXBean threadMBean = ManagementFactory.getThreadMXBean();
        System.out.println("线程总数 " + threadMBean.getThreadCount());
        System.out.println("峰值线程数 " + threadMBean.getPeakThreadCount());
        System.out.println("当前线程CPU时间 " + threadMBean.getCurrentThreadCpuTime());
        System.out.println("守护线程数 " + threadMBean.getDaemonThreadCount());
        System.out.println("当前线程已执行的CPU时间 "+ threadMBean.getCurrentThreadUserTime());
        /*
         * 线程总数          5
         * 峰值线程数         5
         * 当前线程CPU时间     218750000
         * 守护线程数         4
         * 当前线程已执行的CPU时间     125000000
         */

        System.out.println("-----------MemoryPool----------");
        List mpMBeanList= ManagementFactory.getMemoryPoolMXBeans();
        mpMBeanList.forEach(mpBean ->{
            System.out.println("使用状况 " + mpBean.getUsage());
            System.out.println("内存管理器名称 "+ Arrays.toString(mpBean.getMemoryManagerNames()));
        });
        /*
         * 使用状况 init = 2555904(2496K) used = 1550080(1513K) committed = 2555904(2496K) max = 251658240(245760K)
         * 内存管理器名称 [CodeCacheManager]
         * 使用状况 init = 0(0K) used = 4910120(4795K) committed = 5373952(5248K) max = -1(-1K)
         * 内存管理器名称 [Metaspace Manager]
         * 使用状况 init = 0(0K) used = 551696(538K) committed = 655360(640K) max = 1073741824(1048576K)
         * 内存管理器名称 [Metaspace Manager]
         * 使用状况 init = 66584576(65024K) used = 9367904(9148K) committed = 66584576(65024K) max = 1394606080(1361920K)
         * 内存管理器名称 [PS MarkSweep, PS Scavenge]
         * 使用状况 init = 11010048(10752K) used = 0(0K) committed = 11010048(10752K) max = 11010048(10752K)
         * 内存管理器名称 [PS MarkSweep, PS Scavenge]
         * 使用状况 init = 177733632(173568K) used = 0(0K) committed = 177733632(173568K) max = 2834300928(2767872K)
         * 内存管理器名称 [PS MarkSweep]
         */

        System.out.println("-----------GarbageCollector----------");
        List gcMBeanList = ManagementFactory.getGarbageCollectorMXBeans();
        gcMBeanList.forEach(gcBean -> {
            System.out.println("名称 " + gcBean.getName());
            System.out.println("内存池名称() "+ Arrays.toString(gcBean.getMemoryPoolNames()));
        });
        /*
         * 名称 PS Scavenge
         * 内存池名称() [PS Eden Space, PS Survivor Space]
         * 名称 PS MarkSweep
         * 内存池名称() [PS Eden Space, PS Survivor Space, PS Old Gen]
         */

        System.out.println("-----------other----------");
        int total = (int)Runtime.getRuntime().totalMemory()/1024/1024;
        System.out.println("内存总量 ：" + total + "mb");
        int free = (int)Runtime.getRuntime().freeMemory()/1024/1024;
        System.out.println("空闲内存量 ： " + free + "mb");
        int max = (int) (Runtime.getRuntime().maxMemory() /1024 / 1024);
        System.out.println("最大内存量Xmx ： "  + max + "mb");
        /*
         * 内存总量 ：243mb
         * 空闲内存量 ： 234mb
         * 最大内存量Xmx ： 3604mb
         */
    }
}

代码地址 https://github.com/AganRun/Learn/tree/master/Java/src/main/java/com/agan/jvm

2、JVM运行参数

2.1 基本JVM内存参数

参数	解释
-Xmx	JVM堆可用内存最大值； 默认值为物理内存的1/4，最佳设值应该视物理内存大小及计算机内其他内存开销而定；
-Xms	JVM堆可用内存初始值； Server端JVM最好将-Xms和-Xmx设为相同值（可以避免每次垃圾回收后JVM重新分配内存）； 开发测试机、Clinet端JVM 可以保留默认值，以节省内存
-Xmn	JVM堆新生代区大小； JVM堆内存大小 = 新生代大小 + 老年代大小 + 永久代大小（仅sun的JVM拥有永久代），sun推荐Xmn设置为Xmx的3/8
-Xms	每个线程的Stack堆栈大小； JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M，以前每个线程堆栈大小为256K； 在相同物理内存下，减小该值能生成更多的线程。但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的，不能无限生成，一般在3000~5000左右；

典型配置

-Xmx3550m
-Xms3550m
-Xmn2g
-Xss128k

2.2 常见JVM行为参数

Java启动参数共分为3类；

标准参数（-），所有的JVM实现都必须实现这些参数的功能，而且向后兼容；
非标准参数（-X），默认jvm实现这些参数的功能，但是并不保证所有jvm实现都满足，且不保证向后兼容；
非Stable参数（-XX），此类参数各个jvm实现会有所不同，将来可能会随时取消，需要慎重使用；

参数	解释
-XX:-DisableExplicitGC	禁止调用System.gc()；但JVM的gc仍然有效
-XX:+MaxFDLimit	最大化文件描述符的数量限制
-XX:+ScavengeBeforeFullGC	新生代GC优先于Full GC执行
-XX:+UseGCOverheadLimit	在抛出OOM之前限制jvm耗费在GC上的时间比例
-XX:-UseConcMarkSweepGC	对老年代采用并发标记交换算法进行GC
-XX:-UseParallelGC	启用并行GC
-XX:-UseParallelOldGC	对Full GC启用并行，当-XX:-UseParallelGC启用时该项自动启用
-XX:-UseSerialGC	启用串行GC
-XX:+UseThreadPriorities	启用本地线程优先级
-XX:LargePageSizeInBytes=4m	设置用于Java堆的大页面尺寸
-XX:MaxHeapFreeRatio=70	GC后java堆中空闲量占的最大比例
-XX:MaxNewSize=size	新生成对象能占用内存的最大值
-XX:MaxPermSize=64m	老年代对象能占用内存的最大值
-XX:MinHeapFreeRatio=40	GC后java堆中空闲量占的最小比例
-XX:NewRatio=2	新生代内存容量与老年代内存容量的比例
-XX:NewSize=2.125m	新生代对象生成时占用内存的默认值
-XX:ReservedCodeCacheSize=32m	保留代码占用的内存容量
-XX:ThreadStackSize=512	设置线程栈大小，若为0则使用系统默认值
-XX:+UseLargePages	使用大页面内存

3.JVM设置允许参数

3.1 命令行使用

D:>javac JVMDemo.java
D:>java -Xmx128m -Xms64m -Xmn32m -Xss16m JVMDemo
Xmx:117mb

int max = (int) (Runtime.getRuntime().maxMemory() /1024 / 1024);
System.out.println("Xmx:"  + max + "mb");

3.2 Eclipse

方法1：

打开【eclipse>>窗口>>首选项>>Java>>已安装的JRE】（对在当前开发环境中运行的java程序皆生效）
编辑当前使用的JRE，在缺省VM参数中输入：-Xmx128m -Xms64m -Xmn32m -Xss16m

方法2：

打开【eclipse>>运行>>运行>>Java应用程序】（只对所设置的java类生效）
选定需设置内存分配的类－自变量，在VM自变量中输入：-Xmx128m -Xms64m -Xmn32m -Xss16m

如果在同一开发环境中同时进行了1和2设置，则1设置生效，2设置无效

3.3 IDEA

IDEA的安装目录，有两个vmopions文件，针对不同的JDK配置

-Xms512m
-Xmx1024m
-XX:MaxPermSize=512m
-XX:ReservedCodeCacheSize=225m
-XX:+UseConcMarkSweepGC
-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=50
-ea
-Dsun.io.useCanonCaches=false
-Djava.net.preferIPv4Stack=true

IDEA运行Java程序前也可以配置
在右上方选中运行程序的地方下拉，点击Edit Configurations...
右侧Configuration中有VM options:填入参数即可

3.4 Tomcat

方法1

设置环境变量：

变量名：CATALINA_OPTS
变量值：-Xmx128m -Xms64m -Xmn32m -Xss16m

方法B：

打开【Tomcat根目录>>bin文件>>catalina.bat/sh

• windwos

1. 在.bat文件前面加入 set "JAVA_OPTS=-Xms512M -Xmx1024M"
2. startup.bat启动tomcat
3. 命令行窗口中输入命令 jvisualvm 打开JVM自带工具
4. 查看Tomcat参数

• Linux

1. 在.sh文件前面加入 JAVA_OPTS="-Xms512M -Xmx1024M"
2. ./startup.sh
3. jps -v
4. 查看参数配置

参考
https://blog.csdn.net/Al_assad/article/details/75152169
https://blog.csdn.net/liudezhicsdn/article/details/51058504
https://blog.csdn.net/yaorongke/article/details/81153731