深刻理解Java虛擬機-經常使用vm參數分析

時間  2021-08-13
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話很少說，今天就分析一下一些經常使用的Java虛擬機的參數設置，以及如何更好的使用！java

1 JVM參數簡介

首先想說的是其實這些參數咱們並非陌生的，在平時的開發和使用中常常都會遇到，只是在平時缺乏一個比較系統的總結，因此，對這些參數感受是很陌生的，因此，經過這篇文章的總結，我相信你必定都會對這些參數熟稔於心，作作心中有數。算法

在Java虛擬機的參數中，其實能夠把這些參數分爲三類，固然，這是針對JDK1.6來講的，若是對於JDK1.8，那麼就不是這麼分類的了，可是，因爲這兩個版本不少經常使用的參數的差異是不大的，因此這篇文章就先介紹JDK1.6的VM參數。windows

主要能夠分爲如下三類：服務器

  • 標準參數（-），全部的JVM實現都必須實現這些參數的功能，並且向後兼容。
  • 非標準參數（-X），默認JVM實現這些參數的功能，可是並不保證全部JVM實現都知足，且不保證向後兼容。
  • 非Stable參數（-XX），此類參數各個JVM實現會有所不一樣，未來可能會隨時取消，須要慎重使用。

雖然是這麼分類的，實際上呢，非標準參數和非穩定的參數實際的使用中仍是用的很是的多的，在後面的文章的介紹中你就會發現。微信

2 標準參數

這一類參數能夠說是咱們剛剛開始Java是就用的很是多的參數了，好比java -version、java -jar等等，咱們在CMD中輸入java -help就能夠得到Java當前版本的全部標準參數了。markdown

深刻理解Java虛擬機-經常使用vm參數分析

如上圖就是JDK1.8的全部標準參數了，下面咱們將介紹一些咱們會用的比較多的參數。網絡

  • -client

以client模式啓動JVM，這種方式啓動速度快，但運行時性能和內存管理效率不高，適合客戶端程序或者開發調試。併發

  • -server

以server模式啓動JVM，與client狀況剛好相反。適合生產環境，適用於服務器。64位的JVM自動以server模式啓動。oracle

  • -classpath或者-cp

通知JVM類搜索路徑。若是指定了-classpath，則JVM就忽略CLASSPATH中指定的路徑。各路徑之間以分號隔開。若是-classpath和CLASSPATH都沒有指定，則JVM從當前路徑尋找class。

JVM搜索路徑的順序：

1.先搜索JVM自帶的jar或zip包。

Bootstrap，搜索路徑能夠用System.getProperty("sun.boot.class.path")得到；

2.搜索JRE_HOME/lib/ext下的jar包。

Extension，搜索路徑能夠用System.getProperty("java.ext.dirs")得到；

3.搜索用戶自定義目錄，順序爲：當前目錄（.），CLASSPATH，-cp。

搜索路徑用System.getProperty("java.class.path")得到。

System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path"));
System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"));
System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));

深刻理解Java虛擬機-經常使用vm參數分析

如上就是我電腦的JVM的路徑。

  • -DpropertyName=value

定義系統的全局屬性值，如配置文件地址等，若是value有空格，則須要使用雙引號。

另外用System.getProperty("hello")能夠得到這些定義的屬性值，在代碼中也能夠用System.setProperty("hello","world")的形式來定義屬性。

如鍵值對設置爲hello=world。
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System.out.println(System.getProperty("hello"));

運行結果就是：
深刻理解Java虛擬機-經常使用vm參數分析

  • -verbose

查詢GC問題最經常使用的命令之一，參數以下：
-verbose:class
輸出JVM載入類的相關信息，當JVM報告說找不到類或者類衝突時可此進行診斷。
-verbose:gc
輸出每次GC的相關狀況。
-verbose:jni
輸出native方法調用的相關狀況，通常用於診斷jni調用錯誤信息。

另外，控制檯輸出GC信息還可使用以下命令：

在JVM的啓動參數中加入-XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime，按照參數的順序分別輸出GC的簡要信息，GC的詳細信息、GC的時間信息及GC形成的應用暫停的時間。

3 非標準參數

非標註的參數主要是關於Java內存區域的設置參數，因此在看這些參數以前，應該先查看Java內存區域的基礎知識，能夠查看這篇文章：深刻理解Java虛擬機-Java內存區域透徹分析。

非標準參數實在標準參數的基礎上的一些擴充參數，能夠輸入java -X，得到當前JVM支持的非標準參數。

深刻理解Java虛擬機-經常使用vm參數分析

從圖片中能夠看出來，這些非標準的參數其實很少的，下面咱們再 講解一些比較經常使用的參數。

  • -Xmn

新生代內存大小的最大值，包括E區和兩個S區的總和。設置方法：-Xmn512m、-Xmn2g。

  • -Xms

初始堆的大小，也是堆大小的最小值，默認值是總共的物理內存/64（且小於1G）。默認狀況下，當堆中可用內存小於40%，堆內存會開始增長，一直增長到-Xmx的大小。

  • -Xmx

堆的最大值，默認值是總共的物理內存/64（且小於1G），默認狀況下，當堆中可用內存大於70%，堆內存會開始減小，一直減少到-Xms的大小。

所以，爲了不這種浮動，因此在設置-Xms和-Xmx參數時，通常會設置成同樣的，可以提升性能。

另外，官方默認的配置爲年老代大小:年輕代大小=2:1左右，使用-XX:NewRatio能夠設置年老代和年輕代之比，例如，-XX:NewRatio=4，表示年老代:年輕代=4:1

參數實例

設置-Xms、-Xmn和-Xmx參數分別爲-Xms512m -Xmx512m -Xmn128m。同時設置新生代和老生代之比爲1:4，E:S0:S1=8:1:1。

**
 * @ClassName MethodTest
 * @Description vm參數設置：-Xms512m -Xmx512m -Xmn128m -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=8 
 * @Author 歐陽思海
 * @Date 2019/11/25 20:06
 * @Version 1.0
 **/

public class MethodTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        long i = 0;
        while (i < 1000000000) {
            System.out.println(i);
            list.add(String.valueOf(i++).intern());
        }
    }
}

運行以後，用VisualVM查看相關信息是否正確。

當咱們沒有設置-XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=8時，使用官方默認的狀況以下：

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上圖能夠看出，新生代（Eden Space + Survivor 0 + Survivor 1）:老年代（Old Gen）≈ 1:2。

當咱們設置了-XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=8時，狀況以下：

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變成了新生代（Eden Space + Survivor 0 + Survivor 1）:老年代（Old Gen）≈ 1:4，Eden Space:Survivor 0: Survivor 1 = 8:1:1。

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從上圖可知，堆的信息是正確的。

  • -Xss

設置每一個線程的棧內存，默認1M，通常來講是不須要改的。

  • -Xprof

跟蹤正運行的程序，並將跟蹤數據在標準輸出輸出；適合於開發環境調試。

  • -Xnoclassgc

禁用類垃圾收集,關閉針對class的gc功能；由於其阻止內存回收，因此可能會致使OutOfMemoryError錯誤，慎用。

  • -Xincgc

開啓增量gc（默認爲關閉）；這有助於減小長時間GC時應用程序出現的停頓；但因爲可能和應用程序併發執行，因此會下降CPU對應用的處理能力。

  • -Xloggc:file

與-verbose:gc功能相似，只是將每次GC事件的相關狀況記錄到一個文件中，文件的位置最好在本地，以免網絡的潛在問題。
若與verbose命令同時出如今命令行中，則以-Xloggc爲準。

  • -Xint

在解釋模式(interpreted mode)下，-Xint標記會強制JVM執行全部的字節碼，這會下降運行速度，一般低10倍或更多。

  • -Xcomp

-Xcomp參數與它（-Xint）正好相反，JVM在第一次使用時會把全部的字節碼編譯成本地代碼，從而帶來最大程度的優化。

然而，不少應用在使用-Xcomp也會有一些性能損失，固然這比使用-Xint損失的少，緣由是-xcomp沒有讓JVM啓用JIT編譯器的所有功能。JIT編譯器能夠對是否須要編譯作判斷，若是全部代碼都進行編譯的話，對於一些只執行一次的代碼就沒有意義了。

  • -Xmixed

-Xmixed是混合模式，這是JVM默認的模式，也是推薦使用的模式。將解釋模式與編譯模式進行混合使用，由JVM本身決定。

4 非Stable參數

這類參數你一看官網覺得不能使用呢，官網給你的建議就是這些參數不穩定，慎用，其實這主要的緣由仍是由於每一個公司的實現都是不同的，因此就是致使不穩定。可是呢，在實際的使用中倒是很是的多的，並且這部分的參數很重要。

這些參數大體能夠分爲三類：

  • 性能參數（Performance Options）：用於JVM的性能調優和內存分配控制，如初始化內存大小的設置；
  • 行爲參數（Behavioral Options）：用於改變JVM的基礎行爲，如GC的方式和算法的選擇；
  • 調試參數（Debugging Options）：用於監控、打印、輸出等jvm參數，用於顯示jvm更加詳細的信息；

下面仍是先羅列一些比較經常使用的參數，其實，這些文章不少了，這裏主要仍是作一個總結，之後本身看文章的時候比較方便，若是有同行看到了文章，你能夠參考參考，仍是頗有幫助的。

另外，選取其中的一些參數作一些例子來解釋，這樣也可以更加的形象。

注意：如下參數都是JDK1.7及如下可使用。

  • 性能參數
參數及其默認值 描述
-XX:LargePageSizeInBytes=4m 設置用於Java堆的大頁面尺寸
-XX:MaxHeapFreeRatio=70 GC後java堆中空閒量佔的最大比例
-XX:MinHeapFreeRatio=40 GC後java堆中空閒量佔的最小比例
-XX:MaxNewSize=size 新生成對象能佔用內存的最大值
-XX:MaxPermSize=64m 老生代對象能佔用內存的最大值
-XX:NewRatio=2 新生代內存容量與老生代內存容量的比例
-XX:NewSize=2.125m 新生代對象生成時佔用內存的默認值
-XX:ReservedCodeCacheSize=32m 保留代碼佔用的內存容量
-XX:ThreadStackSize=512 設置線程棧大小，若爲0則使用系統默認值
-XX:+UseLargePages 使用大頁面內存
  • 行爲參數
參數及其默認值 描述
-XX:+ScavengeBeforeFullGC 新生代GC優先於Full GC執行
-XX:+UseGCOverheadLimit 在拋出OOM以前限制jvm耗費在GC上的時間比例
-XX:-UseParNewGC 打開此開關，使用ParNew+Serial Old收集器
-XX:-UseConcMarkSweepGC 使用ParNew+CMS+Serial Old收集器對老生代採用併發標記交換算法進行GC
-XX:-UseParallelGC 啓用並行GC，使用ParallelScavenge+Serial Old收集器
-XX:-UseParallelOldGC 對Full GC啓用並行，當-XX:-UseParallelGC啓用時該項自動啓用，ParallelScavenge+Parallel Old收集器
-XX:-UseSerialGC 啓用串行GC
-XX:+UseG1GC 使用垃圾優先（G1）收集器
-XX:SurvivorRatio=n Eden區域與Survivor區域大小之比。預設值爲8
-XX:PretenureSizeThreshold=n 直接晉升到老年代的對象大小，設置這個參數以後，大於這個參數的對象直接進入到老年代分配
-XX:MaxTenuringThreshold=n 晉升到老年代的對象年齡，每一個對象在堅持過一次Minor GC以後，年齡加1，當超過這個值以後就進入老年代。預設值爲15
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy 動態調整Java堆中各個區域的大小以及進入老年代的年齡
-XX:ParallelGCThreads=n 設置並行收集器收集時使用的CPU數。並行收集線程數
-XX:MaxGCPauseMillis=n 設置並行收集最大暫停時間
-XX:GCTimeRatio=n 設置垃圾回收時間佔程序運行時間的百分比。公式爲1/(1+N)
-XX:+UseThreadPriorities 啓用本地線程優先級
-XX:-DisableExplicitGC 禁止調用System.gc()；但jvm的gc仍然有效
-XX:+MaxFDLimit 最大化文件描述符的數量限制

前面6個參數都是關於垃圾收集器的行爲參數，也是常常會用到的參數。

  • 調試參數
參數及其默認值 描述
-XX:-CITime 打印消耗在JIT編譯的時間
-XX:ErrorFile=./hs_err_pid\<pid\>.log 保存錯誤日誌或者數據到文件中
-XX:HeapDumpPath=./java_pid\<pid\>.hprof 指定導出堆信息時的路徑或文件名
-XX:-HeapDumpOnOutOfMemoryError 當首次遭遇OOM時導出此時堆中相關信息
-XX:OnError="\<cmd args\>;\<cmd args\>" 出現致命ERROR以後運行自定義命令
-XX:OnOutOfMemoryError="\<cmd args\>;\<cmd args\>" 當首次遭遇OOM時執行自定義命令
-XX:-PrintClassHistogram 遇到Ctrl-Break後打印類實例的柱狀信息，與jmap -histo功能相同
-XX:-PrintConcurrentLocks 遇到Ctrl-Break後打印併發鎖的相關信息，與jstack -l功能相同
-XX:-PrintCommandLineFlags 打印在命令行中出現過的標記
-XX:-PrintCompilation 當一個方法被編譯時打印相關信息
-XX:-PrintGC 每次GC時打印相關信息
-XX:-PrintGCDetails 每次GC時打印詳細信息
-XX:-PrintGCTimeStamps 打印每次GC的時間戳
-XX:-TraceClassLoading 跟蹤類的加載信息
-XX:-TraceClassLoadingPreorder 跟蹤被引用到的全部類的加載信息
-XX:-TraceCla***esolution 跟蹤常量池
-XX:-TraceClassUnloading 跟蹤類的卸載信息
-XX:-TraceLoaderConstraints 跟蹤類加載器約束的相關信息

5 JDK8的VM參數

因爲考慮到如今JDK8用的很是的普遍，因此，接下來總結一些JDK8會使用到的參數。

查看這篇JDK8的參數文章你會發現，標準參數和非標準參數JDK8的差異並非很大，若是有其餘的參數須要使用，能夠查看上面這篇文章。

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