JVM调优参数大全及G1GC调优

0-前言

G1官方调优手册

一、JVM常见参数

1、标准参数

-verbose:class 打印每个class信息
-verbose:gc 打印每次gc信息

2、非标参数 -X

-Xlog:gc:filename 设置GC log文件的位置 -Xlog:gc:./gc-myapp.log
-Xms大小 设置堆的初始化大小 -Xmx2048m =-XX:InitialHeapSize
-Xmx大小 设置堆的最大大小 -Xms1024m =-XX:MaxHeapSize 一般Xms=Xmx,防止扩容和缩容
-Xmn大小 设置年轻代大小（初始化和最大） -Xmn256m
-XX:NewSize -XX:MaxNewSize 分别指定年轻代的初始化和最大大小，建议年轻代占堆大小的1/4 ~ 1/2
-Xss大小 设置线程栈大小 -Xss1m =-XX:ThreadStackSize

3、不稳定参数 -XX

-XX:ErrorFile=文件 设置错误日志路径 -XX:ErrorFile=./hs_err_pid%p.log %p为当前进程号
-XX:OnError=命令 错误发生时执行命令 -XX:OnError="gcore %p;dbx - %p"
-XX:OnOutOfMemoryError=命令 内存溢出时执行命令
-XX:MaxDirectMemorySize=size 设置直接内存最大值 -XX:MaxDirectMemorySize=100m 默认为0 当直接内存达到设置的最大值会FullGC
-XX:ObjectAlignmentInBytes=alignment 设置java对象的内存对齐，默认是8字节
-XX:ThreadStackSize 设置线程栈大小 -XX:ThreadStackSize=1m = -Xss
-XX:-UseBiasedLocking 禁用偏向锁 默认开启，不禁用 如果使用的是大量的没有竞争的同步，使用偏向锁会提升性能
-XX:-UseCompressedOops 禁用压缩指针堆内存小于32G时默认开启 开启后，对象引用是32位而不是64位，可以提升性能。只有64位的jvm才生效
-XX:+DoEscapeAnalysis 开启逃逸分析 默认开启
-XX:+Inline 开启方法内联 默认开启
-XX:InlineSmallCode=大小 设置应内联的已编译方法的最大代码大小，只有小于此数值的才会内联 默认1000字节
-XX:MaxInlineSize=大小 设置要内联方法的最大字节码大小 默认35字节
-XX:+OptimizeStringConcat 开启字符串连接优化 默认开启
-XX:+PrintInlining 打印方法内联 默认关闭，需和-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions 一起使用
-XX:-TieredCompilation 关闭分层编译 默认开启
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError  OOM时堆内存dump到当前目录
-XX:HeapDumpPath=路径 设置堆内存dump的路径 -XX:HeapDumpPath=/var/java_pid%p.hprof
-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions 开启jvm诊断功能选项

垃圾回收相关参数
-XX:+AggressiveHeap 开启堆最优化设置 默认关闭
-XX:+CMSClassUnloadingEnabled 当使用CMS垃圾收集器时，允许类卸载 默认开启
-XX:CMSExpAvgFactor=percent 指定垃圾收集消耗的时间百分比 默认这个数是25%，就是25
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=percent 设置CMS回收开始的老年代百分比 默认-1，任何的负值表示会使用-XX:CMSTriggerRatio选项来定义这个百分比数
-XX:+CMSScavengeBeforeRemark 在CMS重新标记之前执行ygc操作  默认关闭 在remark时间过长时可以开启；开启减少remark的STW时间
-XX:CMSTriggerRatio=percent 设置CMS开始的百分比 默认80，((100 - MinHeapFreeRatio) + (double)( CMSTriggerRatio * MinHeapFreeRatio) / 100.0) / 100.0=92%
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection  在FULL GC的时候，对年老代的压缩
-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，
-XX:MinHeapFreeRatio=percent GC之后堆内存最小剩余百分比，如果小于此值，则自动扩容 默认40%
-XX:MaxHeapFreeRatio=percent GC之后堆内存最大剩余百分比，如果小于此值，则自动缩容 默认70%
-XX:ParallelGCThreads=threads 设置Parallel GC的线程数 默认根据cpu个数，<=8,则使用8个，>8个3+5N/81台服务器只有1个jvm时使用默认值较好，如果有n个jvm，cpu个数 / n比较合适
-XX:ConcGCThreads=个数 并发GC的线程数 默认值取决于cpu个数 ConcGCThreads = (ParallelGCThreads + 3)/4
-XX:+DisableExplicitGC 使System.gc()显式gc失效 默认不开启，
-XX:G1HeapRegionSize=size 当使用G1收集器时，设置java堆被分割的region大小 1M~32M默认根据堆内存最优化设置
-XX:+G1PrintHeapRegions 打印G1收集器收集的区域  默认关闭
-XX:G1ReservePercent=percent  设置堆内存保留大小，以防晋升失败 0~50 默认10%
-XX:InitialHeapSize=size 堆初始大小 =-Xms
-XX:MaxHeapSize=size 堆最大大小 =-Xmx
-XX:InitialSurvivorRatio=ratio 设置伊甸园区和幸存区初始比例 默认为8:1
-XX:SurvivorRatio=ratio 设置伊甸园区和幸存区比例 默认为8:1  8:1:1
XX:TargetSurvivorRatio YGC之后，幸存区期望百分比 默认 50%
XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=percent 堆占用达到多少开始并发垃圾回收 只有并发垃圾回收器生效
-XX:MaxGCPauseMillis=time GC最大暂停时间 ms 默认没有最大暂停时间
-XX:MetaspaceSize=size 元空间多次扩容后超过此值就会full gc 默认大约20M 元空间使用本地内存。 尽量设置足够，避免因为这个区域内存不够引发Full GC
-XX:MaxMetaspaceSize=size 设置元空间最大大小 默认不限制 建议和MetaspaceSize一样大，一般256M
-XX:NewSize=size 设置年轻代初始大小 建议年轻代占堆大小的1/4 ~ 1/2
-XX:MaxNewSize=size 设置年轻代最大大小 默认根据最大效能分配
-XX:MaxTenuringThreshold=threshold 最大晋升年龄，从年轻代到老年代 默认：15 - 并行回收器 6 - CMS
-XX:NewRatio=ratio 设置老年代和新生代比例 默认2 老年代 : （伊甸园 + 2个幸存区）
-XX:+PrintGC 打印GC信息 默认关闭
-XX:+PrintGCDetails 打印GC详细信息 默认关闭
-XX:+PrintTenuringDistribution 打印晋升分配
-XX:+ScavengeBeforeFullGC Full gc之前先ygc 默认开启
-XX:+UseTLAB 年轻代使用线程局部缓存 默认开启  效率高
-XX:TLABSize=size 设置初始化thread-local allocation buffer (TLAB)大小
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy  JDK 1.8 默认使用 UseParallelGC 垃圾回收器，该垃圾回收器默认启动了 AdaptiveSizePolicy
-XX:+UseParallelGC 年轻代使用并行回收器
-XX:+UseParallelOldGC 老年代使用并行回收器
-XX:+UseParNewGC 为配置CMS，年轻代使用ParNew回收器，CMS会默认开启
-XX:+UseConcMarkSweepGC 使用CMS回收器
-XX:+UseG1GC 使用G1回收器
-XX:+UseGCOverheadLimit 限制GC的运行时间，通过统计GC时间来预测是否要OOM了，提前抛出异常，防止OOM发生 并行/并发回收器在GC回收时间过长时会抛出OutOfMemroyError。过长的定义是，超过98%的时间用来做GC并且回收了不到2%的堆内存。用来避免内存过小造成应用不能正常工作
-XX:+UseStringDeduplication 开启字符串去重 G1回收器生效
-XX:AutoBoxCacheMax=20000 加大Integer Cache
-XX:+PrintPromotionFailure 知道是多大的新生代对象晋升到老生代失败从而引发Full GC时的。

---

二、G1GC

G1GC

G1 GC是启发式算法，会动态调整年轻代的空间大小。目标也就是为了达到接近预期的暂停时间。
G1提供了两种GC模式，Young GC和Mixed GC，两种都是Stop The World(STW)的。

Young GC

Young GC主要是对Eden区进行GC，它在Eden空间耗尽时会被触发。在这种情况下，Eden空间的数据移动到Survivor空间中，如果Survivor空间不够，Eden空间的部分数据会直接晋升到年老代空间。Survivor区的数据移动到新的Survivor区中，也有部分数据晋升到老年代空间中。最终Eden空间的数据为空，GC停止工作，应用线程继续执行。

Mixed GC

Mix GC不仅进行正常的新生代垃圾收集，同时也回收部分后台扫描线程标记的老年代分区。
它的GC步骤分2步： 全局并发标记（global concurrent marking） 拷贝存活对象（evacuation）
在进行Mix GC之前，会先进行global concurrent marking（全局并发标记）。 global concurrent marking的执行过程是怎样的呢？
在G1 GC中，它主要是为Mixed GC提供标记服务的，并不是一次GC过程的一个必须环节。
global concurrent marking的执行过程分为五个步骤：

• 初始标记（initial mark，STW）在此阶段，G1 GC 对根对象进行标记。该阶段与常规的 (STW) 年轻代垃圾回收密切相关。
• 根区域扫描（root region scan）G1 GC 在初始标记的存活区扫描对老年代的引用，并标记被引用的对象。该阶段与应用程序（非 STW）同时运行，并且只有完成该阶段后，才能开始下一次 STW 年轻代垃圾回收。
• 并发标记（Concurrent Marking）G1 GC 在整个堆中查找可访问的（存活的）对象。该阶段与应用程序同时运行，可以被 STW 年轻代垃圾回收中断
• 最终标记（Remark，STW）该阶段是 STW 回收，帮助完成标记周期。G1 GC 清空 SATB 缓冲区，跟踪未被访问的存活对象，并执行引用处理。
• 清除垃圾（Cleanup，STW）在这个最后阶段，G1 GC 执行统计和 RSet 净化的 STW 操作。在统计期间，G1 GC 会识别完全空闲的区域和可供进行混合垃圾回收的区域。清理阶段在将空白区域重置并返回到空闲列表时为部分并发。

Young GC：选定所有新生代里的region。通过控制新生代的region个数来控制young GC的开销。
Mixed GC：选定所有新生代里的region，外加根据global concurrent marking统计得出收集收益高的若干老年代region。在用户指定的开销目标范围内尽可能选择收益高的老年代region。

在G1中，有一种特殊的区域，叫Humongous区域。 如果一个对象占用的空间超过了分区容量50%以上，G1收集器就认为这是一个巨型对象。这些巨型对象，默认直接会被分配在年老代。

---

四、CMS参数样例

假如堆内存分配4G，新生代3G，老年代1G，Eden区2.4G，Survivor区各300M，一般来说YoungGC后存活的对象小于150M就没太大问题
元空间给个 512M 一般就足够了，如果系统会运行时创建很多类，可以调大这个值
-XX:MaxTenuringThreshold 对象GC年龄调整为5岁，让长期存活的对象更快的进入老年代
-XX:PretenureSizeThreshold 大对象阀值设置为1M，如果有超过1M的大对象，可以调整下这个值
-XX:+UseParNewGC、-XX:+UseConcMarkSweepGC，垃圾回收器使用 ParNew + CMS 的组合
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction设置为0，每次FullGC后都进行一次内存碎片整理
-XX:+CMSParallelInitialMarkEnabled，CMS初始标记阶段开启多线程并发执行，降低FullGC的时间
-XX:+CMSScavengeBeforeRemark，CMS重新标记阶段之前，先尽量执行一次Young GC
-XX:+DisableExplicitGC，禁止显示手动GC，如果系统使用了堆外内存就不要禁用
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError，OOM时导出堆快照便于分析问题
-XX:+PrintGC，打印GC日志便于出问题时分析问题

五、G1参数样例

JDK11（不同版本有些参数可能失效了）

-XX:+UseG1GC
-XX:MaxGCPauseMillis=200
-XX:G1HeapRegionSize=4M
-XX:MaxTenuringThreshold=5
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=40
-XX:ConcGCThreads=4 //当前核心数的一半
-XX:+UseStringDeduplication
-XX:AutoBoxCacheMax=20000
-XX:MetaspaceSize=128m -XX:MaxMetaspaceSize=256m
-XX:+PrintPromotionFailure
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryErro
-XX:HeapDumpPath=./
-Xlog:gc*:./gc-myapp.log
-XX:+DisableExplicitGC //禁止显示手动GC，如果系统使用了堆外内存就不要禁用

六、经验之谈

• 关闭 SWAP 分区。
  swap 是很多性能场景的万恶之源，建议禁用。进程倒是死不了，但 GC 时间长的却让人无法忍受。特别是ES服务更要关闭SWAP
• 老年代占用不高却经常发生FullGC 有可能是MetaSpace空间不足导致的
• 常见内存溢出原因：使用了 HashMap 做缓存，但是并没有设置超时时间或者 LRU 策略，造成了放入 Map 对象的数
  据越来越多，而产生了内存泄漏
  没有重写 Key 类的 hashCode 和 equals 方法，造成了放入 HashMap 的所有对象都无法被取出来，它们和外界失联了。尽量避免使用自定义的对象作为 Key。

---