JVM堆内存相关的启动参数：年轻代、老年代和永久代的内存分配

 

JVM堆内存相关的启动参数：年轻代、老年代和永久代的内存分配

2015年03月27日 15:38:48

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如果想观察JVM进程占用的堆内存，可以通过命令工具jmap或者可视化工具jvisualvm.exe。JVM这些启动参数都拥有默认值，如果想了解JVM的内存分配策略，最好手动设置这些启动参数。再通过JDK提供的工具的统计结果，进行对比，就比较容易理解这些内存分配的理论知识。运行环境是win7 32位操作系统，JDK1.7.0_60版本。

测试代码和JVM启动参数如下：

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public class  Test {     public static  void  main(String[] args)     {         int a = 0;         while (true)         {             a++;         }     } }

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1 2	-Xms=200M  -Xmx200M -XX:NewSize=100M -Xmn100M -XX:SurvivorRatio=8 -XX:OldSize=60M -XX:PermSize=50M -XX:MaxPermSize=50M

 

运行上述代码，通过jps命令获取到进程pid，然后通过jmap -heap pid就可以查看内存分配和使用情况。

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>jmap -heap 8912 Attaching to process ID 8912, please wait... Debugger attached successfully. Client compiler detected. JVM version is 24.60-b09   using thread-local object allocation. Mark Sweep Compact GC   Heap Configuration:    MinHeapFreeRatio = 40    MaxHeapFreeRatio = 70    MaxHeapSize      = 209715200 (200.0MB)    NewSize          = 104857600 (100.0MB)    MaxNewSize       = 104857600 (100.0MB)    OldSize          = 62914560 (60.0MB)    NewRatio         = 3    SurvivorRatio    = 8    PermSize         = 52428800 (50.0MB)    MaxPermSize      = 52428800 (50.0MB)

这里显示的堆配置参数，都可以通过JVM启动参数来设置。下面来解释下几个重要参数的含义：

-Xms 和 -Xmx (-XX:InitialHeapSize 和 -XX:MaxHeapSize)：指定JVM初始占用的堆内存和最大堆内存。JVM也是一个软件，也必须要获取本机的物理内

存，然后JVM会负责管理向操作系统申请到的内存资源。JVM启动的时候会向操作系统申请 -Xms 设置的内存，JVM启动后运行一段时间，如果发现内存空间

不足，会再次向操作系统申请内存。JVM能够获取到的最大堆内存是-Xmx设置的值。

 

-XX:NewSize 和 -Xmn(-XX:MaxNewSize)：指定JVM启动时分配的新生代内存和新生代最大内存。

 

-XX:SurvivorRatio：设置新生代中1个Eden区与1个Survivor区的大小比值。在hotspot虚拟机中，新生代 = 1个Eden + 2个Survivor。如果新生代内存是

10M，SurvivorRatio=8，那么Eden区占8M，2个Survivor区各占1M。

 

-XX:NewRatio：指定老年代/新生代的堆内存比例。在hotspot虚拟机中，堆内存 = 新生代 + 老年代。如果-XX:NewRatio=4表示年轻代与年老代所占比值为1:4,年轻代占整个堆内存的1/5。在设置了-XX:MaxNewSize的情况下，-XX:NewRatio的值会被忽略，老年代的内存=堆内存 - 新生代内存。老年代的最大内存 = 堆内存 - 新生代 最大内存。

 

-XX:OldSize：设置JVM启动分配的老年代内存大小，类似于新生代内存的初始大小-XX:NewSize。

 

-XX:PermSize 和 -XX:MaxPermSize：指定JVM中的永久代(方法区)的大小。可以看到：永久代不属于堆内存，堆内存只包含新生代和老年代。

 

可以发现：堆内存、新生代内存、老年代内存、永久代内存，都有一个初始内存，还有一个最大内存。下面以老年代的初始内存和最大内存为例，看下内存变化的效果，其他的应该类似。测试代码如下：

 

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public class  TurnedTest {     private static  List list = new ArrayList();       public static  void  main(String[] args)     {         int a = 0;         while (true)         {             a++;               list.add("demo");         }       } }

显然这个程序存在内存泄露，最终会占满整个堆内存，抛出OOM。为了看清楚这个演变的过程，我们在while循环中添加一个断点，设置breakpoint properties中的"hit count"为100000，以debug模式运行上面的程序，然后使用jmap观察内存占用情况。

 

 

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tenured generation: capacity = 62914560 (60.0MB) used     = 0 (0.0MB) free     = 62914560 (60.0MB) 0.0% used     tenured generation: capacity = 62914560 (60.0MB) used     = 16409080 (15.648918151855469MB) free     = 46505480 (44.35108184814453MB) 26.08153025309245% used   tenured generation: capacity = 62914560 (60.0MB) used     = 53329496 (50.858970642089844MB) free     = 9585064 (9.141029357910156MB) 84.76495107014973% used   tenured generation: capacity = 104857600 (100.0MB) used     = 84217880 (80.3164291381836MB) free     = 20639720 (19.683570861816406MB) 80.3164291381836% used

可以发现老年代内存从最开始的60M，扩大到最大值100M。

https://blog.csdn.net/flamezyg/article/details/44677733

 

JVM内存设置多大合适？Xmx和Xmn如何设置？

losetowin 发布于：2017-11-3 11:19　分类：Java 　有 4305 人浏览，获得评论 0 条　　

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问题:

新上线一个java服务，或者是RPC或者是WEB站点， 内存的设置该怎么设置呢？设置成多大比较合适，既不浪费内存，又不影响性能呢？

 

 

分析：

依据的原则是根据Java Performance里面的推荐公式来进行设置。

 

具体来讲：

Java整个堆大小设置，Xmx 和 Xms设置为老年代存活对象的3-4倍，即FullGC之后的老年代内存占用的3-4倍

永久代 PermSize和MaxPermSize设置为老年代存活对象的1.2-1.5倍。

年轻代Xmn的设置为老年代存活对象的1-1.5倍。

老年代的内存大小设置为老年代存活对象的2-3倍。

 

BTW：

     1、Sun官方建议年轻代的大小为整个堆的3/8左右， 所以按照上述设置的方式，基本符合Sun的建议。 

     2、堆大小=年轻代大小+年老代大小， 即xmx=xmn+老年代大小 。 Permsize不影响堆大小。

     3、为什么要按照上面的来进行设置呢？ 没有具体的说明，但应该是根据多种调优之后得出的一个结论。

 

如何确认老年代存活对象大小？

方式1（推荐/比较稳妥）：

     JVM参数中添加GC日志，GC日志中会记录每次FullGC之后各代的内存大小，观察老年代GC之后的空间大小。可观察一段时间内（比如2天）的FullGC之后的内存情况，根据多次的FullGC之后的老年代的空间大小数据来预估FullGC之后老年代的存活对象大小（可根据多次FullGC之后的内存大小取平均值）

 

方式2：（强制触发FullGC, 会影响线上服务，慎用）

     方式1的方式比较可行，但需要更改JVM参数，并分析日志。同时，在使用CMS回收器的时候，有可能不能触发FullGC（只发生CMS GC），所以日志中并没有记录FullGC的日志。在分析的时候就比较难处理。

     BTW：使用jstat -gcutil工具来看FullGC的时候， CMS GC是会造成2次的FullGC次数增加。 具体可参见之前写的一篇关于jstat使用的文章

     所以，有时候需要强制触发一次FullGC，来观察FullGC之后的老年代存活对象大小。

     注：强制触发FullGC，会造成线上服务停顿（STW），要谨慎，建议的操作方式为，在强制FullGC前先把服务节点摘除，FullGC之后再将服务挂回可用节点，对外提供服务

     在不同时间段触发FullGC，根据多次FullGC之后的老年代内存情况来预估FullGC之后的老年代存活对象大小

 

如何触发FullGC ？

               使用jmap工具可触发FullGC 

               jmap -dump:live,format=b,file=heap.bin 将当前的存活对象dump到文件，此时会触发FullGC

               jmap -histo:live  打印每个class的实例数目,内存占用,类全名信息.live子参数加上后,只统计活的对象数量. 此时会触发FullGC

 

 

具体操作实例：

以我司的一个RPC服务为例。

 

BTW：刚上线的新服务，不知道该设置多大的内存的时候，可以先多设置一点内存，然后根据GC之后的情况来进行分析。

初始JVM内存参数设置为： Xmx=2G Xms=2G xmn=1G 

 

使用jstat 查看当前的GC情况。如下图：

YGC平均耗时： 173.825s/15799=11ms

FGC平均耗时：0.817s/41=19.9ms

平均大约10-20s会产生一次YGC

 

看起来似乎不错，YGC触发的频率不高，FGC的耗时也不高，但这样的内存设置是不是有些浪费呢？

为了快速看数据，我们使用了方式2，产生了几次FullGC，FullGC之后，使用的jmap -heap 来看的当前的堆内存情况（也可以根据GC日志来看）

heap情况如下图：（命令 ： jmap -heap ）

上图中的concurrent mark-sweep generation即为老年代的内存描述。

 

 

老年代的内存占用为100M左右。 按照整个堆大小是老年代（FullGC）之后的3-4倍计算的话，设置各代的内存情况如下：

     Xmx=512m  Xms=512m  Xmn=128m PermSize=128m  老年代的大小为 （512-128=384m）为老年代存活对象大小的3倍左右

 

调整之后的，heap情况

GC情况如下：

YGC 差不多在10s左右触发一次。每次YGC平均耗时大约9.41ms。可接受。

FGC平均耗时：0.016s/2=8ms

整体的GC耗时减少。但GC频率比之前的2G时的要多了一些。

 

注： 看上述GC的时候，发现YGC的次数突然会增多很多个，比如 从1359次到了1364次。具体原因是？

 

总结：

在内存相对紧张的情况下，可以按照上述的方式来进行内存的调优， 找到一个在GC频率和GC耗时上都可接受的一个内存设置，可以用较小的内存满足当前的服务需要

 

但当内存相对宽裕的时候，可以相对给服务多增加一点内存，可以减少GC的频率，GC的耗时相应会增加一些。 一般要求低延时的可以考虑多设置一点内存， 对延时要求不高的，可以按照上述方式设置较小内存。 

 

 

补充：

永久代（方法区）并不在堆内，所以之前有看过一篇文章中描述的 整个堆大小=年轻代+年老代+永久代的描述是不正确的。 

 

 

 

 

问题：

1、GC频率和GC时间多少合适？

2、YGC何时触发，FGC何时触发？

3、内存设置越大，GC的耗时是否就会越长？为什么？ 

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