JVM常用调优方法

一、常用调优方法

1、将新对象预留在新生代

由于 Full GC 的成本要远远高于 Minor GC ，因此尽可能将对象分配在新生代，在JVM 调优中，可以为应用程序分配一个合理的新生代空间，以最大限度避免新对象直接进去老年代。

注意：由于新生代垃圾回收的速度高于老年代回收，因此，将年轻对象预留在新生代有利于提高整体的 GC 效率

2、大对象进入老年代

大对象占用空间多，直接放入新生代中会扰乱新生代GC，新生代空间不足将会把大量的较小的年轻代对象移入到老年代中，这对GC来说是相当不利的。如果有短命大对象，对GC来说将会是一场灾难，原本存放于老年代的永久对象，被短命大对象塞满，扰乱了分代内存回收的基本思路，因此，在开发过程中，尽可能避免使用短命的大对象。使用参数 -XX：PretenureSizeThreshold 设置大对象直接进入老年代的阀值，当对象超过这个阀值时，将直接在老年代中分配。其中， -XX：PretenureSizeThreshold 只对串行收集器和新生代并行收集器有效，并行回收收集器不识别这个参数。

注意：短命的大对象对垃圾回收是一场灾难，目前木有一种特别好的回收方法处理这个问题，因此尽可能避免使用短命的大对象。

3、设置对象进入老年代的年龄

在堆中每个对象都有自己的年龄，如果对象在 eden 区，经过一次 GC 后还存活，则被移动到 survivor 区中，对象年龄加 1，以后每经过一次 GC 依然存活的，对象年龄就加 1。当对象年龄达到阀值时，就移动到老年代，这个阀值用以下参数设置：

-XX：MaxTenuringThreshold：默认值是15，这个参数是指定进入老年代的最大年龄值，对象实际进入老年代的年龄是 JVM 在运行时根据内存使用情况动态计算的。

如果希望对象尽可能长地留在新生代中，可以设置一个较大的阀值。

4、稳定与震荡的堆大小

稳定的堆大小对垃圾回收是有利的，获得一个稳定堆大小的方法就是设置 -Xmx 和 -Xms 一样的值。不稳定的堆也不是木有用处，让堆大小在一个区间内震荡，在系统不需要使用大内存时压缩堆空间，使 GC 应对一个较小的堆，可以加快单次 GC 的速度。基于这种思想，JVM 提供了两个参数用于压缩和扩展堆空间，参数如下：

-XX：MinHeapFreeRatio：设置堆空间最小空闲比例，默认是 40 ，当堆空间的空闲比例小于这个值时，JVM 便会扩展堆空间

-XX：MaxHeapFreeRatio：设置堆空间的最大空闲比例，默认是 70，当堆空间的空闲比例大于这个值时，JVM 便会压缩堆空间，得到一个较小的堆

注意：当 -Xms 和 -Xmx 相等时，-XX：MinHeapFreeRatio 和 -XX：MaxHeapFreeRatio 这两个参数无效

5、吞吐量优先设置

机器配置是 4G 内存 和 32 核 CPU，配置参数如下：

-Xms3800m -Xmx3800m（堆的初始值和最大值一样）

-Xmn2g（新生代大小）

-Xss128k（线程栈大小，减少它使剩余的系统内存支持更多的线程）

-XX：+UseParallelGC（新生代使用并行回收收集器）

-XX：ParallelGCThreads=20（垃圾回收的线程数）

-XX：+UseParallelOldGC （老年代使用并行回收收集器）

6、使用大页案例

使用大的内存分页可以增强 CPU 的内存寻址能力，从而提高系统的性能，参数设置如下：

-XX：LargePageSizeInBytes：设置大页的大小

7、降低停顿案例

为了降低应用软件在垃圾回收时的停顿，首先考虑的使用关注系统停顿的 CMS 回收器，为了减少 Full GC 的次数，应尽可能将对象预留在新生代，新生代 Minor GC 的成本远远小于老年代的 Full GC

-Xms3800m -Xmx3800m（堆的初始值和最大值一样）

-Xmn2g（新生代大小）

-Xss128k（线程栈大小，减少它使剩余的系统内存支持更多的线程）

-XX：ParallelGCThreads=20（垃圾回收的线程数）

-XX：+UseConcMarkSweepGC（老年代使用 CMS 收集器）

-XX：+UseParNewGC（新生代使用并行收集器）

-XX：SurvivorRatio=8（设置 eden ： survivor = 8 : 1）

-XX：TargetSurvivorRatio（设置 survivor 的使用率为 90%，默认是50%，提高了survivor 区的使用率，当存放的对象超过这个数值，则对象会向老年代压缩）

-XX：MaxTenuringThreshold=31（设置年轻对象晋升到老年代的最大年龄是31，默认是15，设为31是尽可能地将对象留在新生代）

二、常用JVM参数

1、JIT编译参数

JVM 的 JIT（Just-In-Time）编译器，可以在运行时将字节码编译成本地代码，从而提高函数的执行效率。参数设置如下

-XX：CompileThreshold：JIT 编译的阀值，当函数的调用超过这个值时，JIT 就将字节码编译成本地机器码。在 client 模式下，取值是 1500，在 server 模式下，取值是 10000

2、堆快照（堆 Dump）

在性能问题排查中，分析堆快照（Dump）是必不可少的一环。获取程序的堆快照文件有多种方法，下面介绍一种常用的方法，即使用 -XX：+HeapDumpOnOutOfMemoryError 参数在程序发生 OOM 时，导出应用程序的当前堆快照。这是一种非常有效的方法，因为当程序发生 OOM 退出系统时，一些瞬时信息都随着程序的终止而消失，而重现 OOM 问题往往比较困难或者耗时，因此当发生 OOM 时，将堆信息保存到文件中是至关重要的，通过下面的参数设置：

-XX：+HeapDumpOnOutOfMemoryError（开启堆快照）

-XX：HeapDumpPath=C:/m.hprof（保存文件到哪个目录）

导出的 Dump 文件可以通过 Visual VM 等多种工具查看分析，进而定位问题，如下图所示：

3、错误处理

系统发生 OOM 错误时，JVM 在错误发生时运行一段第三方脚本，重置系统，设置参数如下：

-XX：OnOutOfMemoryError=C:\reset.bat

4、获取 GC 信息

获取 GC 信息是 java 应用程序调优最重要的一环，下面介绍一些常用的设置参数：

-XX：+PrintGC（-verbose：gc）：输出打印简要的 GC 信息，包括 GC 前的堆栈情况和 GC 后的堆栈大小和堆栈的总大小

-XX：+PrintGCDetails：输出打印详细的 GC 信息，不仅包括基本信息，还给出了新生代、老年代和永久区各自的 GC 信息

-XX：+PrintGCTimeStamps：额外输出 GC 发生的时间，可以推断出 GC 的频率和间隔

-XX：+PrintTenuringDistribution -XX：MaxTenuringThreshold=18：查看新生代晋升老年代的实际阀值（-XX：+PrintTenuringDistribution），设置的最大年龄为18（ -XX：MaxTenuringThreshold=18）

-XX：+PrintHeapAtGC：每次 GC 时都会打印堆的详细使用情况，输出量很巨大。它分为两个部分：GC 前的堆信息和 GC 后的堆信息，这里包含了新生代、老年代和永久区的使用大小和使用率，还包括了新生代中 eden 区和 survivor 区的使用情况

-XX：+PrintGCApplicationStoppedTime：应用程序在 GC 发生时的停顿时间

-XX：+PrintGCApplicationConcurrentTime：应用程序在 GC 停顿期间的执行时间

-Xloggc：C:/gc.log：将 GC 日志信息输出到具体位置的文件中，便于日后日志分析

注意：详细的 GC 信息是进行 JVM 调优的重要参考信息，可以根据 GC 日志，设置合理的堆大小及相关垃圾回收器的参数

5、类和对象跟踪

JVM 提供了一组参数，用于获取系统运行时加载、卸载类的信息，参数设置如下：

-XX：TraceClassLoading：跟踪类加载情况

-XX：TraceClassUnloading：跟踪类的卸载情况

-verbose：class：相当于同时设置 -XX：TraceClassLoading 和 -XX：TraceClassUnloading 两个参数

-XX：+PrintClassHistogram：打印运行时实例的信息，当设置此参数后，使用 Ctrl + Break 会输出系统内类的统计信息，从左到右依次显示了序号、实例数量、总大小和类名等信息

6、控制GC

-XX：DisableExplicitGC：禁止 GC 操作，即禁止在程序中使用 System.gc() 触发 Full GC

-Xnoclassgc：禁止类的回收

-Xingc：增量式的 GC ，增量式的 GC 使用特定的算法让 GC 线程和应用程序线程交叉执行，从而减少应用程序因 GC 产生的停顿时间

-Xverify：none：关闭类校验器

-XX：+UseLargePages：启用大页，使用大页后，内存分页的表项就会减少，从而提升CPU从虚拟内存地址映射到物理内存地址的能力

-XX：LargePageSizeInBytes：指定大页的大小