【013】【内存调优】

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【013】【内存调优】

JVM调优主要是针对内存管理方面的调优,包括控制各个代的大小,GC策略。由于GC开始垃圾回收时会挂起应用线程,严重影响了性能,调优的目是为了尽量降低GC所导致的应用线程暂停时间、 减少Full GC次数。

代大小调优

最关键参数:-Xms、 -Xmx 、-Xmn 、-XX:SurvivorRatio、-XX:MaxTenuringThreshold、-XX:PermSize、-XX:MaxPermSize
-Xms、 -Xmx 通常设置为相同的值,避免运行时要不断扩展JVM内存,这个值决定了JVM heap所能使用的最大内存。

-Xmn 决定了新生代空间的大小,新生代Eden、S0、S1三个区域的比率可以通过-XX:SurvivorRatio(survivor:edan=2:x(x=SurvivorRatio),分子永远是2)来控制(假如值为 4 表示:Eden:S0:S1 = 4:1:1 )

-XX:MaxTenuringThreshold 控制对象在经过多少次minor GC之后进入老年代,此参数只有在Serial 串行GC时有效。

-XX:PermSize、-XX:MaxPermSize 用来控制方法区的大小,通常设置为相同的值。

  1. 避免新生代大小设置过小
    当新生代设置过小时,会产生两种比较明显的现象,一是minor GC次数频繁,二是可能导致 minor GC对象直接进入老年代。当老年代内存不足时,会触发Full GC。
  2. 避免新生代设置过大
    新生代设置过大,会带来两个问题:一是老年代变小,可能导致Full GC频繁执行;二是 minor GC 执行回收的时间大幅度增加。
  3. 避免Survivor区过大或过小
    -XX:SurvivorRatio参数的值越大,就意味着Eden区域变大,minor GC次数会降低,但两块Survivor区域变小,如果超过Survivor区域内存大小的对象在minor GC后仍没被回收,则会直接进入老年代,
    -XX:SurvivorRatio参数值设置过小,就意味着Eden区域变小,minor GC触发次数会增加,Survivor区域变大,意味着可以存储更多在minor GC后任存活的对象,避免其进入老年代。
  4. 合理设置对象在新生代存活的周期
    新生代存活周期的值决定了新生代对象在经过多少次Minor GC后进入老年代。因此这个值要根据自己的应用来调优,JVM参数上这个值对应的为-XX:MaxTenuringThreshold,默认值为15次。

堆大小设置

JVM 中最大堆大小有三方面限制:相关操作系统的数据模型(32bt还是64bit)限制;系统的
内存限制;系统的可用物理内存限制。32位系统下,一般限制在1.5G~2G;64为操作系统对内存无限制。

回收器选择

JVM给了三种选择:串行收集器、并行收集器、并发收集器,但是串行收集器只适用于小数据量的情况,所以这里的选择主要针对并行收集器和并发收集器。默认情况下,JDK5.0以前都是使用串行收集器,如果想使用其他收集器需要在启动时加入相应参数。JDK5.0以后,JVM会根据当前系统配置进行判断。

  1. 吞吐量优先的并行收集器(Parallel Scavenge),并行收集器主要以到达一定的吞吐量为目标,适用于科学技术和后台处理等。
  2. 响应时间优先的并发收集器(CMS),并发收集器主要是保证系统的响应时间,减少垃圾收集时的停顿时间。适用于应用服务器、电信领域等。

常见配置汇总

  1. 堆设置
    Xms:初始堆大小
    Xmx:最大堆大小
    XX:NewSize=n:设置年轻代大小
    XX:NewRatio=n:设置年轻代和年老代的比值。如:为3,表示年轻代与年老代比值为1:3,年轻代占整个年轻代年老代和的1/4
    XX:SurvivorRatio=n:年轻代中Eden区与两个Survivor区的比值。注意Survivor区有两个。如:3,表示Eden:Survivor=3:2,一个Survivor区占整个年轻代的1/5
    XX:MaxPermSize=n:设置持久代大小
  2. 收集器设置
    XX:+UseSerialGC:设置串行收集器
    XX:+UseParallelGC:设置并行收集器
    XX:+UseParallelOldGC:设置并行年老代收集器
    XX:+UseConcMarkSweepGC:设置并发收集器
  3. 垃圾回收统计信息
    XX:+PrintGC
    XX:+PrintGCDetails
    XX:+PrintGCTimeStamps
    Xloggc:filename:将GC日志输出到文件
  4. 并行收集器设置
    XX:ParallelGCThreads=n:设置并行收集器收集时使用的CPU数。并行收集线程数。
    XX:MaxGCPauseMillis=n:设置并行收集最大暂停时间
    XX:GCTimeRatio=n:设置垃圾回收时间占程序运行时间的百分比。公式为1/(1+n)
  5. 并发收集器设置
    XX:+CMSIncrementalMode:设置为增量模式。适用于单CPU情况。
    XX:ParallelGCThreads=n:设置并发收集器年轻代收集方式为并行收集时,使用的CPU数。
    并行收集线程数。

四、调优总结

  1. 年轻代大小选择
    响应时间优先的应用:年轻代尽可能设大,直到接近系统的最低响应时间限制(根据实际情况选择)。在此种情况下,年轻代收集发生的频率也是最小的。同时,减少到达年老代的对象。吞吐量优先的应用:年轻代尽可能的设置大,可能到达GB的程度。因为对响应时间没有要求,垃圾收集可以并行进行,一般适合8CPU以上的应用。

  2. 年老代大小选择
    响应时间优先的应用:年老代使用并发收集器,所以其大小需要小心设置,一般要考虑并发会话率和会话持续时间等一些参数。如果堆设置小了,可以会造成内存碎片、高回收频率以及应用暂停而使用传统的标记清除方式;如果堆大了,则需要较长的收集时间。最优化的方案,一般需要参考以下数据获得:

    并发垃圾收集信息
    持久代并发收集次数
    传统GC信息
    花在年轻代和年老代回收上的时间比例

    减少年轻代和年老代垃圾收集花费的时间,一般会提高应用的效率。
    吞吐量优先的应用:一般吞吐量优先的应用都有一个很大的年轻代和一个较小的年老代。原因是,这样可以尽可能回收掉大部分短期对象,减少中期的对象,而年老代尽量存放长期存活对象。

  3. 较小堆引起的碎片问题
    因为年老代的并发收集器使用标记-清除算法,所以不会对堆进行压缩。当堆空间较小时,运行一段时间以后,就会出现“碎片”,如果并发收集器找不到足够的空间,那么并发收集器将会停止,然后使用传统的标记、清除方式进行回收。如果出现“碎片”,可能需要进行如下配置:
    XX:+UseCMSCompactAtFullCollection:使用并发收集器时,开启对年老代的压缩。
    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。

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