jvm 调优

这里和大家分享一下JVM参数调优的八条经验，JVM参数调优，这是很头痛的问题，设置的不好，JVM不断执行FullGC，导致整个系统变得很慢，网站停滞时间能达10秒以上，相信通过本文的学习你对JVM参数调优有新的认识。

实例讲解JVM参数调优的八条经验

本文将介绍JVM参数调优，这是很头痛的问题，设置的不好，JVM不断执行FullGC，导致整个系统变得很慢，网站停滞时间能达10秒以上，这种情况如果没隔几分钟就来一次，自己都受不了。这种停滞在测试的时候看不出来，只有网站pv达到数十万/天的时候问题就暴露出来了。

要想配置好JVM参数，需要对年轻代、年老代、救助空间和永久代有一定了解，还要了解jvm内存管理逻辑，最终还要根据自己的应用来做调整。关于JVM参数上网一搜就能搜出一大把，也有很多提供实践的例子，我也按照各种例子测试过，最终还是会出现问题。

经过几个月的实践改善，我就网站（要求无停滞时间）的jvm参数调优给出以下几条经验。

1：建议用64位操作系统，Linux下64位的jdk比32位jdk要慢一些，但是吃得内存更多，吞吐量更大。

2：XMX和XMS设置一样大，MaxPermSize和MinPermSize设置一样大，这样可以减轻伸缩堆大小带来的压力。

3：调试的时候设置一些打印JVM参数，如-XX:+PrintClassHistogram-XX:+PrintGCDetails-XX:+PrintGCTimeStamps-XX:+PrintHeapAtGC-Xloggc:log/gc.log，这样可以从gc.log里看出一些端倪出来。

4：系统停顿的时候可能是GC的问题也可能是程序的问题，多用jmap和jstack查看，或者killall-3java，然后查看java控制台日志，能看出很多问题。有一次，网站突然很慢，jstack一看，原来是自己写的URLConnection连接太多没有释放，改一下程序就OK了。

5：仔细了解自己的应用，如果用了缓存，那么年老代应该大一些，缓存的HashMap不应该无限制长，建议采用LRU算法的Map做缓存，LRUMap的最大长度也要根据实际情况设定。

6：垃圾回收时promotionfailed是个很头痛的问题，一般可能是两种原因产生，第一个原因是救助空间不够，救助空间里的对象还不应该被移动到年老代，但年轻代又有很多对象需要放入救助空间；第二个原因是年老代没有足够的空间接纳来自年轻代的对象；这两种情况都会转向FullGC，网站停顿时间较长。第一个原因我的最终解决办法是去掉救助空间，设置-XX:SurvivorRatio=65536-XX:MaxTenuringThreshold=0即可，第二个原因我的解决办法是设置CMSInitiatingOccupancyFraction为某个值（假设70），这样年老代空间到70%时就开始执行CMS，年老代有足够的空间接纳来自年轻代的对象。

7：不管怎样，永久代还是会逐渐变满，所以隔三差五重起java服务器是必要的，我每天都自动重起。

8：采用并发回收时，年轻代小一点，年老代要大，因为年老大用的是并发回收，即使时间长点也不会影响其他程序继续运行，网站不会停顿。

我的最终配置如下（系统8G内存），每天几百万pv一点问题都没有，网站没有停顿，2009年网站没有因为内存问题down过机。

$JAVA_ARGS.="-Dresin.home=$SERVER_ROOT
-server-Xms6000M-Xmx6000M-Xmn500M
 -XX:PermSize=500M-XX:MaxPermSize=500M
 -XX:SurvivorRatio=65536
 -XX:MaxTenuringThreshold=0
-Xnoclassgc
-XX:+DisableExplicitGC
XX:+UseParNewGC-XX:+UseConcMarkSweepGC
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection
 -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0
-XX:+CMSClassUnloadingEnabled
-XX:-CMSParallelRemarkEnabled
 -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=90
 -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=0-XX:+PrintClassHistogram
-XX:+PrintGCDetails-XX:+PrintGCTimeStamps-XX:+PrintHeapAtGC
-Xloggc:log/gc.log";

说明一下，-XX:SurvivorRatio=65536，-XX:MaxTenuringThreshold=0就是去掉了救助空间；

-Xnoclassgc禁用类垃圾回收，性能会高一点；

-XX:+DisableExplicitGC禁止System.gc()，免得程序员误调用gc方法影响性能；

-XX:+UseParNewGC，对年轻代采用多线程并行回收，这样收得快；

带CMS参数的都是和并发回收相关的，不明白的可以上网搜索；

CMSInitiatingOccupancyFraction，这个参数设置有很大技巧，基本上满足(Xmx-Xmn)*(100-CMSInitiatingOccupancyFraction)/100>=Xmn就不会出现promotionfailed。在我的应用中Xmx是6000，Xmn是500，那么Xmx-Xmn是5500兆，也就是年老代有5500兆，CMSInitiatingOccupancyFraction=90说明年老代到90%满的时候开始执行对年老代的并发垃圾回收（CMS），这时还剩10%的空间是5500*10%=550兆，所以即使Xmn（也就是年轻代共500兆）里所有对象都搬到年老代里，550兆的空间也足够了，所以只要满足上面的公式，就不会出现垃圾回收时的promotionfailed；

SoftRefLRUPolicyMSPerMB这个参数我认为可能有点用，官方解释是softlyreachableobjectswillremainaliveforsomeamountoftimeafterthelasttimetheywerereferenced.

Thedefaultvalueisonesecondoflifetimeperfreemegabyteintheheap，我觉得没必要等1秒；

网上其他介绍JVM参数的也比较多，估计其中大部分是没有遇到promotionfailed，或者访问量太小没有机会遇到，(Xmx-Xmn)*(100-CMSInitiatingOccupancyFraction)/100>=Xmn这个公式绝对是原创，真遇到promotionfailed了，还得这么处理。
 

 98％的java对象，在创建之后不久就变成了非活动对象；只有2％的对象，会在长时间一直处于活动状态。major gc需要的时间比minor gc长的多，所以我们要减少major gc次数，提高minor gc的效率，尽量将非活动对象消灭在年轻代。

针对上述分析报告，从JVM当前参数配置中找到了些原因，如下：

-Xms768m -Xmx1280m  jvm堆的最小值和最大值设置，一般设成相同值，避免频繁分配堆空间

-XX:NewSize=128m -XX:MaxNewSize=128m  年轻代最小值和最大值设置（年轻代设定了，年老代也就定了），也可以用参数-XX:NewRatio=4，年老代和年轻代的大小比，这里128m有点小了，官方建议的是heap的3/8，差不多280m

-XX:PermSize=96m -XX:MaxPermSize=128m 持久代最小值和最大值设置

-XX:MaxTenuringThreshold=0  经过多少次minor gc 后进入年老代,设置为0的话直接进入年老代，这是不太合理的，正常应该在年轻代多呆一段时间，真正需要到年老代的才转过去

-XX:SurvivorRatio=20000  年轻代中eden和一块suvivor区的空间比例，这里设置成20000有问题，suvivor区空间几乎为0，一次minor gc后基本都转到年老代了，年轻代没有起到过滤左右

-XX:+UseParNewGC  年轻代采用并行gc策略，JDK5.0以上,JVM会根据系统配置自行设置,所以无需再设置此值。使用多线程收集，提高吞吐量（-XX:ParallelGCThreads 并行收集器的线程数，此值最好配置与处理器数目相等，如果超过当前cpu数，会加大机器负载）

-XX:+UseConcMarkSweepGC  年老代采用并发gc策略，和应用程序并发执行，减少pause time，但是需要更大的堆区，因为并发执行，有碎片（-XX:+UseParallelOldGC 年老代垃圾收集方式为并行收集，这个是JAVA 6出现的参数选项）

 -XX:+CMSPermGenSweepingEnabled  为了避免Perm区满引起的full gc，建议开启CMS回收Perm区选项

 -verbose:gc -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps  打印gc日志

 -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=1 年老代使用空间比达到这个值时开始cms gc,默认是在年老代占满68%的时候开始进行CMS收集，这里设置成1是不合理的，会导致CMS GC频繁发生，从gc日志里可以看出来，CMS GC和minor GC几乎一样多

 -XX:+CMSIncrementalMode 启动i-CMS模式，增量模式，将cms gc过程分成6个阶段，其中阶段initial Mark和remark时需要pause，这6个阶段在两次minor gc的间隔期执行，具体执行起止时间由下面两个参数决定。拆分成小阶段增量执行时，可以避免应用被中断时间过长，极端情况是如果只有一个cpu，那么得等全部做完这6个阶段才能释放cpu，如果是多cpu这个模式开启与否应该影响不大。

-XX:CMSIncrementalDutyCycleMin=10 默认值10 启动CMS的下线

-XX:CMSIncrementalDutyCycle=30 默认值50 启动CMS的上线

-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection  在FULL GC的时候， 对年老代的压缩。CMS是不会移动内存的， 因此这个非常容易产生碎片， 导致内存不够用， 因此， 内存的压缩这个时候就会被启用。 可能会影响性能,但是可以消除碎片，增加这个参数是个好习惯。

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0  上面配置开启的情况下,这里设置多少次Full GC后,对年老代进行压缩，这里设置成0不知道什么意思，可以根据线上full gc 的频率确定，频率高，这个值可以大点，比如5，反之频率低，这个值可以小点，比如1

-XX:CMSMarkStackSize=8M

-XX:CMSMarkStackSizeMax=32M

 

一次jvm调优实战

博客分类：

•  
• JVM

 

 

总结

内存多占1G左右，CPU利用率没有明显变化，但随着CMS收集抖动，最高达40%，CPU load平均高出1.0左右。

几乎0停顿，相比于之前每隔5分钟应用停顿3-4s，调优后的应用几乎没有停顿时间，每次”stop the world”由youngGC引起，最高也不过200+ms。

GC总时间开销显著减小20%多，吞吐量显著提升。

应用超过500ms的请求响应时间减少3%（一小时的观察，可能带有偶然性）

参数对比

调优前

-Dfile.encoding=UTF-8 -J-server -Xms8000M -Xmx8000M -Xmn5000M -J-Xss256K -J-XX:ThreadStackSize=256 -J-XX:StackShadowPages=8 -J-verbosegc -J-XX:+PrintGCDetails -J-XX:+PrintGCTimeStamps -XX:PermSize=128m -XX:MaxPermSize=128m -XX:+UseParallelGC 

调优后

-Dfile.encoding=UTF-8 -J-server -Xms10000M -Xmx10000M -Xmn5000M -XX:MaxTenuringThreshold=1 -XX:SurvivorRatio=30 -XX:TargetSurvivorRatio=50 -Xnoclassgc -Xss256K -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:PermSize=256m -XX:MaxPermSize=256m  -XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80 -XX:ParallelGCThreads=24 -XX:ConcGCThreads=24 -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:+CMSScavengeBeforeRemark -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent -XX:+UseTLAB -XX:TLABSize=64K

经验分享

在开始前，我们需要一些数据，因为jvm调优没有一个标准的答案，根据实际应用不同而不同，但也不是完全没有章法可言，从一个实际的应用，我们也可以找出一些规律来，找出一些比较公用的，比如下面三条：

1、应用平均和最大暂停时间（stop the world）

2、吞吐量，真正运行时间/（GC时间+真正运行时间），而相对的GC开销为：GC时间/（GC时间+真正运行时间）；

3、URL的请求响应时间

查看可以设置的所有参数

使用-XX:+PrintFlagsFinal参数可以查看当前版本的虚拟机所能设置的所有参数，还可以看到其默认值。我使用6u26版本的java虚拟机，一共有663个参数，很多参数不必完全搞懂什么意思，而且很多优化项在JDK6版本中已经默认开启，所以我们只需要了解一些常用的即可。

最大堆的设置

在单机web server的情况下，最大堆的设置建议在物理内存的1/2到2/3之间，如果是16G的物理内存的话，最大堆的设置应该在8000M-10000M之间，Java进程消耗的总内存肯定大于最大堆设置的内存：堆内存（Xmx）+ 方法区内存（MaxPermSize）+ 栈内存（Xss,包括虚拟机栈和本地方法栈）*线程数 + NIO direct memory + socket缓存区（receive37KB，send25KB）+ JNI代码 + 虚拟机和GC本身 = java的内存。

 

我们经常碰到内存巨高的线上问题，留更多的内存给“意外情况”是一件好事也是一件坏事，好事是更多的内存可以给“错误”提供扩展空间，提升“容错性”，不至于马上宕机，但另一方面来说技术人员不会第一时间收到“吃swap”这个告警信息。

GC策略的选择

GC调优是JVM调优很重要的一步，当前比较成熟的GC基本上有三种选择，serial、Parallel和CMS，大型互联网应用基本上选择后两种，但Parallel的暂停时间实在太长，以-Xmx8000M -Xmn5000M为例，平均一次youngGC需要100ms-200ms，而FullGC最长需要6s，平均也要4s，虽然当前没有哪种GC策略能完全做到没有暂停时间，但太长的“stop the world”时间也让人无法忍受。

 

serial 和ParallelGC都是完全stop the world的GC，而CMS分为六步骤：

初始标记（stop the world）

1093.220: [GC [1 CMS-initial-mark: 4113308K(5120000K)] 4180786K(10080000K), 0.0732930 secs] [Times: user=0.07 sys=0.00, real=0.07 secs]

运行时标记（并发）

1094.275: [CMS-concurrent-mark: 0.980/0.980 secs] [Times: user=19.95 sys=0.51, real=0.98 secs]

运行时清理（并发）

1094.305: [CMS-concurrent-preclean: 0.028/0.029 secs] [Times: user=0.10 sys=0.02, real=0.03 secs]

CMS: abort preclean due to time 1099.643: [CMS-concurrent-abortable-preclean: 5.288/5.337 secs] [Times: user=12.64 sys=1.19, real=5.34 secs]

第二次标记（stop the world，这个例子remark前执行了一次youngGC）

1099.647: [GC[YG occupancy: 3308479 K (4960000 K)]1099.648: [GC 1099.649: [ParNew: 3308479K->42384K(4960000K), 0.1420310 secs] 7421787K->4180693K(10080000K), 0.1447160 secs] [Times: user=2.69 sys=0.03, real=0.15 secs]

1099.793: [Rescan (parallel) , 0.0121000 secs]1099.805: [weak refs processing, 0.0664790 secs] [1 CMS-remark: 4138308K(5120000K)] 4180693K(10080000K), 0.2254870 secs] [Times: user=3.00 sys=0.05, real=0.23 secs]

运行时清理（并发）

1104.895: [CMS-concurrent-sweep: 4.970/5.020 secs] [Times: user=12.43 sys=1.05, real=5.02 secs]

复原（并发）

1104.908: [CMS-concurrent-reset: 0.012/0.012 secs] [Times: user=0.03 sys=0.01, real=0.01 secs]

 

要想知道应用真正的停顿时间，可以使用PrintGCApplicationStoppedTime参数：

63043.344: [GC [PSYoungGen: 5009217K->34119K(5049600K)] 5985479K->1034614K(8121600K), 0.1721890 secs] [Times: user=2.62 sys=0.01, real=0.18 secs]

Total time for which application threads were stopped: 0.1806210 seconds

Total time for which application threads were stopped: 0.0074870 seconds

这样看来，真正应用暂停的时间要比stop the world时间还要稍长一点点。

 

本次调优我基本上放弃了ParallelGC而选择了CMS，CMS在old区很大的时候绝对是个利器，它不仅能大幅降低应用“stop the world”时间，而且还能增加应用的吞吐量。

CMS还有一种增量模式：iCMS，适用于单CPU模式，会将回收动作分作小块进行，但会增加回收时间，降低吞吐量，对于多CPU来说，可以不用考虑这种模式。

 

从PrintFlagsFinal参数可以得知CMS的UseCMSCompactAtFullCollection和CMSParallelRemarkEnabled参数在JDK6里一直都是默认为true的，所以我们不必显示设置它。从维护角度来看，在设置参数之前，我们应该首先看看这个参数是不是默认已经开启了，如果默认已经开启了我们就不必要再显示设置它。

年轻代（eden和Survivor）、年老代的设置

选择了GC策略之后，年轻代和年老代的设置就很重要了，如果一味的追求响应时间，可以尽量把年轻代调大一点，youngGC的回收频率减小了，但回收时间也增大了，5000M的年轻代，平均回收时间在150+ms，3000M的年轻代平均回收时间在90+ms。

 

如果一味的增大年轻代，CMS前提下的年老代的威力也发挥不出来，更容易出现promotion failed，导致一次FullGC。但如果一味的调小年轻代，虽然单次回收时间减小，但回收频率会陡增，应用世界暂停时间也会增加，总体年轻代回收的时间也可能会增大，所以调整年轻代和年老代的比例就是一个找平衡的过程。

 

我的经验是年轻代的比例在2/8到4/8之间，具体情况要看实际应用情况而定。

我们都知道年轻代采用的是“copy”算法，有两个survivor空间，每次回收总有一个是空的，另一个存放的是前几次youngGC存留下来而且还不够提升到old资格的对象，所以有三个参数很重要：

-XX:MaxTenuringThreshold=15：对象晋升到old的年龄，parallelGC默认是15，CMS默认是4，设置的越大，对象就越难进入到old区，youngGC反复copy的时间就会增大。

-XX:SurvivorRatio=8，eden和survivor的比例，默认是8，也就是说如果eden为2400M，那么两个survivor都为300M，如果MaxTenuringThreshold设置的很小，那么survivor区的使用率就会降低，反之，survivor的使用率就会增大。

-XX:TargetSurvivorRatio=80，survivor空间的利用率，默认是50。

 

如果设置SurvivorRatio为65536，MaxTenuringThreshold为0就表示禁止使用survivor空间，在这种模式下，对象直接进入old区，而且我发现在这种模式下，photo的resin启动时间大大减少，以前170s在这种模式下只需要90+s，足足降低了一半，因为这个，我顿时对这种模式产生的兴趣，但CMS的压力就增大了，威力根本发挥不出来了，GC的时间没有减少反而增加，remark的时间也增大到3s，最后不得不忍痛割爱放弃了这种模式。

 

-XX:+CMSScavengeBeforeRemark这个参数还蛮重要的，它的意思是在执行CMS remark之前进行一次youngGC，这样能有效降低remark的时间，之前我没有加这个参数，remark时间最大能达到3s，加上这个参数之后remark时间减少到1s之内。

 

另外，在13机器上（参照机器），我发现survivor空间并没有像预期的那样大（eden的1/8），通过跟踪JVM的启动过程中发现，JVM在一定的条件下（可能跟parallelGC和默认SurvivorRatio有关）会动态调整survivor的大小，避免内存浪费。