linux tomcat jvm内存优化
linux tomcat jvm内存优化
2011-06-29 11:55:08| 分类： tomcat | 标签：tomcat jvm |字号 订阅
PermGen space：全称是Permanent Generation space。就是说是永久保存的区域,用于存放Class和Meta信息,Class在被Load的时候被放入该区域
Heap space：存放Instance。
GC(Garbage Collection)应该不会对PermGen space进行清理
所以如果你的APP会LOAD很多CLASS的话,就很可能出现PermGen space错误
Java Heap分为3个区，Young，Old和Permanent。Young保存刚实例化的对象。当该区被填满时，GC会将对象移到Old区。Permanent区则负责保存反射对象，本文不讨论该区。
JVM的Heap分配可以使用-X参数设定，
| -Xms |
初始Heap大小 |
| -Xmx |
java heap最大值 |
| -Xmn |
young generation的heap大小 |
JVM有2个GC线程。第一个线程负责回收Heap的Young区。第二个线程在Heap不足时，遍历Heap，将Young 区升级为Older区。Older区的大小等于-Xmx减去-Xmn，不能将-Xms的值设的过大，因为第二个线程被迫运行会降低JVM的性能。
为什么一些程序频繁发生GC？有如下原因：
l 程序内调用了System.gc()或Runtime.gc()。
l 一些中间件软件调用自己的GC方法，此时需要设置参数禁止这些GC。
l Java的Heap太小，一般默认的Heap值都很小。
l 频繁实例化对象，Release对象。此时尽量保存并重用对象，例如使用StringBuffer()和String()。
如果你发现每次GC后，Heap的剩余空间会是总空间的50%，这表示你的Heap处于健康状态。许多Server端的Java程序每次GC后最好能有65%的剩余空间。
经验之谈：
1．Server端JVM最好将-Xms和-Xmx设为相同值。为了优化GC，最好让-Xmn值约等于-Xmx的1/3[2]。
2．一个GUI程序最好是每10到20秒间运行一次GC，每次在半秒之内完成[2]。
注意：
1．增加Heap的大小虽然会降低GC的频率，但也增加了每次GC的时间。并且GC运行时，所有的用户线程将暂停，也就是GC期间，Java应用程序不做任何工作。
2．Heap大小并不决定进程的内存使用量。进程的内存使用量要大于-Xmx定义的值，因为Java为其他任务分配内存，例如每个线程的Stack等。
Stack的设定
每个线程都有他自己的Stack。
| -Xss |
每个线程的Stack大小 |
Stack的大小限制着线程的数量。如果Stack过大就好导致内存溢漏。-Xss参数决定Stack大小，例如-Xss1024K。如果Stack太小，也会导致Stack溢漏。
关于maxMemory()，freeMemory()和totalMemory()：
maxMemory()为JVM的最大可用内存，可通过-Xmx设置，默认值为物理内存的1/4，设值不能高于计算机物理内存；
totalMemory()为当前JVM占用的内存总数，其值相当于当前JVM已使用的内存及freeMemory()的总和，会随着JVM使用内存的增加而增加；
freeMemory()为当前JVM空闲内存，因为JVM只有在需要内存时才占用物理内存使用，所以freeMemory()的值一般情况下都很小，而JVM实际可用内存并不等于freeMemory()，而应该等于maxMemory()-totalMemory()+freeMemory()。及其设置JVM内存分配
设置JVM内存的参数有四个：
-Xmx Java Heap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 Java Heap初始值，Server端JVM最好将-Xms和-Xmx设为相同值，开发测试机JVM可以保留默认值；
-Xmn Java Heap Young区大小，不熟悉最好保留默认值；
-Xss 每个线程的Stack大小，不熟悉最好保留默认值；
在JVM中如果98％的时间是用于GC且可用的 Heap size 不足2％的时候将抛出此异常信息。
JVM堆的设置是指java程序运行过程中JVM可以调配使用的内存空间的设置.JVM在启动的时候会自动设置Heap size的值，其初始空间(即-Xms)是物理内存的1/64，最大空间(-Xmx)是物理内存的1/4。可以利用JVM提供的-Xmn -Xms -Xmx等选项可进行设置。
另外需要考虑的是Java提供的垃圾回收机制。虚拟机的堆大小决定了虚拟机花费在收集垃圾上的时间和频度。收集垃圾可以接受的速度与应用有关，应该通过分析实际的垃圾收集的时间和频率来调整。如果堆的大小很大，那么完全垃圾收集就会很慢，但是频度会降低。如果你把堆的大小和内存的需要一致，完全收集就很快，但是会更加频繁。调整堆大小的的目的是最小化垃圾收集的时间，以在特定的时间内最大化处理客户的请求。在基准测试的时候，为保证最好的性能，要把堆的大小设大，保证垃圾收集不在整个基准测试的过程中出现。
如果系统花费很多的时间收集垃圾，请减小堆大小。一次完全的垃圾收集应该不超过3-5秒。如果垃圾收集成为瓶颈，那么需要指定代的大小，检查垃圾收集的详细输出，研究垃圾收集参数对性能的影响。一般说来，你应该使用物理内存的80%作为堆大小。当增加处理器时，记得增加内存，因为分配可以并行进行，而垃圾收集不是并行的。
一个要注意的地方：建议把内存的最高值跟最低值的差值缩小，不然会浪费很多内存的，最低值加大，最高值可以随便设，但是要根据实际的物理内存，如果内存设置太大了,比如设置了512M最大内存,但如果没有512M可用内存,Tomcat就不能启动，还有可能存在内存被系统回收，终止进程的情况
如何设置Tomcat的JVM内存大小
Tomcat本身不能直接在计算机上运行，需要依赖于硬件基础之上的操作系统和一个JVM。JAVA程序启动时JVM都会分配一个初始JVM内存和最大JVM内存给这个应用程序。这个初始内存和最大内存在一定程度都会影响程序的性能。比如说在应用程序用到最大内存的时候，JVM是要先去做垃圾回收的动作，释放被占用的一些内存。所以想调整Tomcat的启动时初始内存和最大内存就需要向JVM声明，一般的JAVA程序在运行都可以通过中-Xms-Xmx来调整应用程序的初始内存和最大内存:
这两个值的大小一般根据需要进行设置。初始化堆的大小执行了虚拟机在启动时向系统申请的内存的大小。一般而言，这个参数不重要。但是有的应用程序在大负载的情况下会急剧地占用更多的内存，此时这个参数就是显得非常重要，如果虚拟机启动时设置使用的内存比较小而在这种情况下有许多对象进行初始化，虚拟机就必须重复地增加内存来满足使用。由于这种原因，我们一般把-Xms和-Xmx设为一样大，而堆的最大值受限于系统使用的物理内存。一般使用数据量较大的应用程序会使用持久对象，内存使用有可能迅速地增长。当应用程序需要的内存超出堆的最大值时虚拟机就会提示内存溢出，并且导致应用服务崩溃。因此一般建议堆的最大值设置为可用JVM内存的最大值的80%。
Tomcat默认可以使用的内存为128MB，在较大型的应用项目中，这点内存是不够的，需要调大。有以下几种方法可以选用：
第一种方法：
Windows下，在文件/bin/catalina.bat，Unix下，在文件/bin/catalina.sh的前面，增加如下设置：
JAVA_OPTS='-Xms【初始化内存大小】-Xmx【可以使用的最大内存】'
需要把这个两个参数值调大。例如：
JAVA_OPTS='-Xms256m-Xmx512m'
表示初始化内存为256MB，可以使用的最大内存为512MB。
第二种方法：环境变量中设
变量名：JAVA_OPTS
变量值：-Xms512m-Xmx512m
第三种方法：前两种方法针对的是bin目录下有catalina.bat的情况（比如直接解压的Tomcat等），但是有些安装版的Tomcat下没有catalina.bat，这个时候可以采用如下方法，当然这个方法也是最通用的方法：
打开tomcatHome/\bin/\tomcat5w.exe，点击Java选项卡，然后将会发现其中有这么两项：Initialmemorypool和Maximummemorypool.Initialmemorypool这个就是初始化设置的内存的大小。Maximummemorypool这个是最大JVM内存的大小设置完了就按确定然后再重启TOMCAT你就会发现tomcat中jvm可用的内存改变了。
第三种：无法创建新的线程。
这种现象比较少见，也比较奇怪，主要是和jvm与系统内存的比例有关。
这种怪事是因为JVM已经被系统分配了大量的内存(比如1.5G)，并且它至少要占用可用内存的一半。有人发现，在线程个数很多的情况下，你分配给JVM的内存越多，那么，上述错误发生的可能性就越大。
产生这种现象的原因如下（从这个blog中了解到原因：http://hi.baidu.com/hexiong/blog ... b10c2542a75b3c.html）： 每一个32位的进程最多可以使用2G的可用内存，因为另外2G被操作系统保留。这里假设使用1.5G给JVM，那么还余下500M可用内存。这500M内存中的一部分必须用于系统dll的加载，那么真正剩下的也许只有400M，现在关键的地方出现了：当你使用Java创建一个线程，在JVM的内存里也会创建一个Thread对象，但是同时也会在操作系统里创建一个真正的物理线程(参考JVM规范)，操作系统会在余下的400兆内存里创建这个物理线程，而不是在JVM的1500M的内存堆里创建。在jdk1.4里头，默认的栈大小是256KB，但是在jdk1.5里头，默认的栈大小为1M每线程，因此，在余下400M的可用内存里边我们最多也只能创建400个可用线程。
这样结论就出来了，要想创建更多的线程，你必须减少分配给JVM的最大内存。还有一种做法是让JVM宿主在你的JNI代码里边。
给出一个有关能够创建线程的最大个数的估算公式：
(MaxProcessMemory - JVMMemory - ReservedOsMemory) / (ThreadStackSize) = Number of threads
对于jdk1.5而言，假设操作系统保留120M内存：
1.5GB JVM: (2GB-1.5Gb-120MB)/(1MB) = ~380 threads
1.0GB JVM: (2GB-1.0Gb-120MB)/(1MB) = ~880 threads
在2000/XP/2003的boot.ini里头有一个启动选项，好像是：/PAE /3G ，可以让用户进程最大内存扩充至3G，这时操作系统只能占用最多1G的虚存。那样应该可以让JVM创建更多的线程。
因此这种情况需要结合操作系统进行相关调整。
因此：我们需要结合不同情况对tomcat内存分配进行不同的诊断才能从根本上解决问题。
编辑tomcat的catalina.sh文件，在第一行的后面增加一句：
JAVA_OPTS='-server -Xms256m -Xmx512m -XX:PermSize=128M -XX:MaxPermSize=256M'
注意：单引号不能少，-server表示以server模式运行(运行效率比默认的client高很多，自己云去测试)，-Xms256m是最小内存，-Xmx512m是最大内存，其中的256与512可根据你自己的内存做相应调整，PermSize/MaxPermSize最小/最大堆大小.一般报内存不足时,都是说这个太小,堆空间剩余小于5%就会警告,建议把这个稍微设大一点,不过要视自己机器内存大小来设置,我自己的文件如下：
#!/bin/sh
JAVA_OPTS='-server -Xms1024m -Xmx1024m XX:PermSize=128M -XX:MaxPermSize=256M'
. 各个参数的含义什么？
参数中-vmargs的意思是设置JVM参数，所以后面的其实都是JVM的参数了，我们首先了解一下JVM内存管理的机制，然后再解释每个参数代表的含义。
◆堆(Heap)和非堆(Non-heap)内存
按照官方的说法：“Java 虚拟机具有一个堆，堆是运行时数据区域，所有类实例和数组的内存均从此处分配。堆是在 Java 虚拟机启动时创建的。”“在JVM中堆之外的内存称为非堆内存(Non-heap memory)”。可以看出JVM主要管理两种类型的内存：堆和非堆。简单来说堆就是Java代码可及的内存，是留给开发人员使用的；非堆就是JVM留给自己用的，所以方法区、JVM内部处理或优化所需的内存(如JIT编译后的代码缓存)、每个类结构(如运行时常数池、字段和方法数据)以及方法和构造方法的代码都在非堆内存中。
◆堆内存分配
JVM初始分配的内存由-Xms指定，默认是物理内存的1/64；JVM最大分配的内存由-Xmx指定，默认是物理内存的1/4。默认空余堆内存小于40%时，JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制；空余堆内存大于70%时，JVM会减少堆直到-Xms的最小限制。因此服务器一般设置-Xms、-Xmx相等以避免在每次GC 后调整堆的大小。
◆非堆内存分配
JVM使用-XX:PermSize设置非堆内存初始值，默认是物理内存的1/64；由XX:MaxPermSize设置最大非堆内存的大小，默认是物理内存的1/4。
◆JVM内存限制(最大值)
首先JVM内存限制于实际的最大物理内存(废话！呵呵)，假设物理内存无限大的话，JVM内存的最大值跟操作系统有很大的关系。简单的说就32位处理器虽然可控内存空间有4GB,但是具体的操作系统会给一个限制，这个限制一般是2GB-3GB（一般来说Windows系统下为1.5G-2G，Linux系统下为2G-3G），而64bit以上的处理器就不会有限制了。
转自：http://blog.163.com/agw_slsyn/blog/static/30915112201152911558409/