Java虛擬機詳解03----經常使用JVM配置參數

 

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生命壹號：http://www.cnblogs.com/smyhvae/

文章來源：http://www.cnblogs.com/smyhvae/p/4736162.html

 

本文主要內容：

• Trace跟蹤參數
• 堆的分配參數
• 棧的分配參數

 

零、在IDE的後臺打印GC日誌：

既然學習JVM，閱讀GC日誌是處理Java虛擬機內存問題的基礎技能，它只是一些人爲肯定的規則，沒有太多技術含量。

既然如此，那麼在IDE的控制檯打印GC日誌是必不可少的了。如今就告訴你怎麼打印。

（1）若是你用的是Eclipse，打印GC日誌的操做以下：

在上圖的箭頭處加上-XX:+PrintGCDetails這句話。因而，運行程序後，GC日誌就能夠打印出來了：

（2）若是你用的是IntelliJ IDEA，打印GC日誌的操做以下：

在上圖的箭頭處加上-XX:+PrintGCDetails這句話。因而，運行程序後，GC日誌就能夠打印出來了：

固然了，光有-XX:+PrintGCDetails這一句參數確定是不夠的，下面咱們詳細介紹一下更多的參數配置。

 

1、Trace跟蹤參數：

一、打印GC的簡要信息：

-verbose:gc
-XX:+printGC

解釋：能夠打印GC的簡要信息。好比：

[GC 4790K->374K(15872K), 0.0001606 secs]

[GC 4790K->374K(15872K), 0.0001474 secs]

[GC 4790K->374K(15872K), 0.0001563 secs]

[GC 4790K->374K(15872K), 0.0001682 secs]

上方日誌的意思是說，GC以前，用了4M左右的內存，GC以後，用了374K內存，一共回收了將近4M。內存大小一共是16M左右。

 

二、打印GC的詳細信息：

-XX:+PrintGCDetails

解釋：打印GC詳細信息。

-XX:+PrintGCTimeStamps

解釋：打印CG發生的時間戳。

 

理解GC日誌的含義：

例以下面這段日誌：

[GC[DefNew: 4416K->0K(4928K), 0.0001897 secs] 4790K->374K(15872K), 0.0002232 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 

上方日誌的意思是說：這是一個新生代的GC。方括號內部的「4416K->0K(4928K)」含義是：「GC前該內存區域已使用容量->GC後該內存區域已使用容量（該內存區域總容量）」。而在方括號以外的「4790K->374K(15872K)」表示「GC前Java堆已使用容量->GC後Java堆已使用容量（Java堆總容量）」。

再日後看，「0.0001897 secs」表示該內存區域GC所佔用的時間，單位是秒。

 

再好比下面這段GC日誌：

上圖中，咱們先看一下用紅框標註的「[0x27e80000, 0x28d80000, 0x28d80000)」的含義，它表示新生代在內存當中的位置：第一個參數是申請到的起始位置，第二個參數是申請到的終點位置，第三個參數表示最多能申請到的位置。上圖中的例子表示新生代申請到了15M的控件，而這個15M是等於：（eden space的12288K）+（from space的1536K）+（to space的1536K）。

疑問：分配到的新生代有15M，可是可用的只有13824K，爲何會有這個差別呢？等咱們在後面的文章中學習到了GC算法以後就明白了。

 

三、指定GC log的位置：

-Xloggc:log/gc.log

解釋：指定GC log的位置，以文件輸出。幫助開發人員分析問題。

  

-XX:+PrintHeapAtGC

解釋：每一次GC前和GC後，都打印堆信息。

例如：

上圖中，紅框部分正好是一次GC，紅框部分的前面是GC以前的日誌，紅框部分的後面是GC以後的日誌。

 

-XX:+TraceClassLoading

解釋：監控類的加載。

例如：

[Loaded java.lang.Object from shared objects file]

[Loaded java.io.Serializable from shared objects file]

[Loaded java.lang.Comparable from shared objects file]

[Loaded java.lang.CharSequence from shared objects file]

[Loaded java.lang.String from shared objects file]

[Loaded java.lang.reflect.GenericDeclaration from shared objects file]

[Loaded java.lang.reflect.Type from shared objects file]

 

-XX:+PrintClassHistogram

 

解釋：按下Ctrl+Break後，打印類的信息。

例如：

 

2、堆的分配參數：

一、-Xmx –Xms：指定最大堆和最小堆

舉例、當參數設置爲以下時：

-Xmx20m -Xms5m

而後咱們在程序中運行以下代碼：

System.out.println("Xmx=" + Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024.0 / 1024 + "M");     //系統的最大空間

System.out.println("free mem=" + Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024.0 / 1024 + "M");   //系統的空閒空間

System.out.println("total mem=" + Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024.0 / 1024 + "M");   //當前可用的總空間

 運行效果：

保持參數不變，在程序中運行以下代碼：（分配1M空間給數組）

byte[] b = new byte[1 * 1024 * 1024];
System.out.println("分配了1M空間給數組");

System.out.println("Xmx=" + Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024.0 / 1024 + "M");   //系統的最大空間

System.out.println("free mem=" + Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024.0 / 1024 + "M");   //系統的空閒空間

System.out.println("total mem=" + Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024.0 / 1024 + "M");   

運行效果：

注：Java會盡量將total mem的值維持在最小堆。

保持參數不變，在程序中運行以下代碼：（分配10M空間給數組）

byte[] b = new byte[10 * 1024 * 1024];
System.out.println("分配了10M空間給數組");

System.out.println("Xmx=" + Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024.0 / 1024 + "M");   //系統的最大空間

System.out.println("free mem=" + Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024.0 / 1024 + "M");   //系統的空閒空間

System.out.println("total mem=" + Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024.0 / 1024 + "M");   //當前可用的總空間

運行效果：

如上圖紅框所示：此時，total mem 爲7M時已經不能知足需求了，因而total mem漲成了16.5M。

 

保持參數不變，在程序中運行以下代碼：（進行一次GC的回收）

System.gc();

System.out.println("Xmx=" + Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024.0 / 1024 + "M");    //系統的最大空間

System.out.println("free mem=" + Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024.0 / 1024 + "M");   //系統的空閒空間

System.out.println("total mem=" + Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024.0 / 1024 + "M");   //當前可用的總空間 

運行效果：

問題1： -Xmx（最大堆空間）和 –Xms（最小堆空間）應該保持一個什麼關係，可讓系統的性能儘量的好呢？

問題2：若是你要作一個Java的桌面產品，須要綁定JRE，可是JRE又很大，你如何作一下JRE的瘦身呢？

 

二、-Xmn、-XX:NewRatio、-XX:SurvivorRatio：

• -Xmn

　　　　設置新生代大小

• -XX:NewRatio

　　　　新生代（eden+2*s）和老年代（不包含永久區）的比值

    　　　　例如：4，表示新生代:老年代=1:4，即新生代佔整個堆的1/5

• -XX:SurvivorRatio（倖存代）

　　　　設置兩個Survivor區和eden的比值

    　　　　例如：8，表示兩個Survivor:eden=2:8，即一個Survivor佔年輕代的1/10

 

如今運行以下這段代碼：

public class JavaTest {
    public static void main(String[] args) {
        byte[] b = null;
        for (int i = 0; i < 10; i++)
            b = new byte[1 * 1024 * 1024];
    }
}

咱們經過設置不一樣的jvm參數，來看一下GC日誌的區別。

 

（1）當參數設置爲以下時：（設置新生代爲1M，很小）

-Xmx20m -Xms20m -Xmn1m -XX:+PrintGCDetails 

運行效果：

總結：

　　沒有觸發GC

    因爲新生代的內存比較小，因此所有分配在老年代。

 

（2）當參數設置爲以下時：（設置新生代爲15M，足夠大）

-Xmx20m -Xms20m -Xmn15m -XX:+PrintGCDetails

運行效果：

上圖顯示：

沒有觸發GC

所有分配在eden（藍框所示）

老年代沒有使用（紅框所示）

 

（3）當參數設置爲以下時：（設置新生代爲7M，不大不小）

-Xmx20m -Xms20m –Xmn7m -XX:+PrintGCDetails

運行效果：

總結：

　　進行了2次新生代GC

　　s0 s1 過小，須要老年代擔保

 

（4）當參數設置爲以下時：（設置新生代爲7M，不大不小；同時，增長倖存代大小）

-Xmx20m -Xms20m -Xmn7m -XX:SurvivorRatio=2 -XX:+PrintGCDetails

運行效果：

總結：

    進行了至少3次新生代GC

    s0 s1 增大

 

（5）當參數設置爲以下時：

-Xmx20m -Xms20m -XX:NewRatio=1

-XX:SurvivorRatio=2 -XX:+PrintGCDetails 

運行效果：

 

 

（6）當參數設置爲以下時： 和上面的（5）相比，適當減少倖存代大小，這樣的話，可以減小GC的次數

-Xmx20m -Xms20m -XX:NewRatio=1

-XX:SurvivorRatio=3 -XX:+PrintGCDetails

 

 

三、-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError、-XX:+HeapDumpPath

• -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

　　　　OOM時導出堆到文件

　　　　　　根據這個文件，咱們能夠看到系統dump時發生了什麼。

• -XX:+HeapDumpPath

　　　　導出OOM的路徑

例如咱們設置以下的參數：

-Xmx20m -Xms5m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=d:/a.dump

上方意思是說，如今給堆內存最多分配20M的空間。若是發生了OOM異常，那就把dump信息導出到d:/a.dump文件中。

而後，咱們執行以下代碼：

Vector v = new Vector();
for (int i = 0; i < 25; i++)
　　v.add(new byte[1 * 1024 * 1024]);

上方代碼中，須要利用25M的空間，很顯然會發生OOM異常。如今咱們運行程序，控制檯打印以下：

如今咱們去D盤看一下dump文件：

上圖顯示，通常來講，這個文件的大小和最大堆的大小保持一致。

咱們能夠用VisualVM打開這個dump文件。

注：關於VisualVM的使用，能夠參考下面這篇博客：

使用 VisualVM 進行性能分析及調優：http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-visualvm/

或者使用Java自帶的Java VisualVM工具也行：

上圖中就是dump出來的文件，文件中能夠看到，一共有19個byte已經被分配了。 

 

四、-XX:OnOutOfMemoryError：

• -XX:OnOutOfMemoryError

　　　　在OOM時，執行一個腳本。

　　　　　　能夠在OOM時，發送郵件，甚至是重啓程序。

例如咱們設置以下的參數：

-XX:OnOutOfMemoryError=D:/tools/jdk1.7_40/bin/printstack.bat %p //p表明的是當前進程的pid 

上方參數的意思是說，執行printstack.bat腳本，而這個腳本作的事情是：D:/tools/jdk1.7_40/bin/jstack -F %1 > D:/a.txt，即當程序OOM時，在D:/a.txt中將會生成線程的dump。

五、堆的分配參數總結：

• 根據實際事情調整新生代和倖存代的大小
• 官方推薦新生代佔堆的3/8
• 倖存代佔新生代的1/10
• 在OOM時，記得Dump出堆，確保能夠排查現場問題

 

六、永久區分配參數：

• -XX:PermSize  -XX:MaxPermSize

　　　　設置永久區的初始空間和最大空間。也就是說，jvm啓動時，永久區一開始就佔用了PermSize大小的空間，若是空間還不夠，能夠繼續擴展，可是不能超過MaxPermSize，不然會OOM。

　　　　他們表示，一個系統能夠容納多少個類型

代碼舉例：

咱們知道，使用CGLIB等庫的時候，可能會產生大量的類，這些類，有可能撐爆永久區致使OOM。因而，咱們運行下面這段代碼：

for(int i=0;i<100000;i++){
　　CglibBean bean = new CglibBean("geym.jvm.ch3.perm.bean"+i,new HashMap());
}

上面這段代碼會在永久區不斷地產生新的類。因而，運行效果以下：

總結：

　　若是堆空間沒有用完也拋出了OOM，有多是永久區致使的。

　　　　堆空間實際佔用很是少，可是永久區溢出 同樣拋出OOM。

 

3、棧的分配參數：

一、Xss：

設置棧空間的大小。一般只有幾百K

　　決定了函數調用的深度

　　每一個線程都有獨立的棧空間

　　局部變量、參數 分配在棧上

注：棧空間是每一個線程私有的區域。棧裏面的主要內容是棧幀，而棧幀存放的是局部變量表，局部變量表的內容是：局部變量、參數。

咱們來看下面這段代碼：（沒有出口的遞歸調用）

public class TestStackDeep {
    private static int count = 0;

    public static void recursion(long a, long b, long c) {
        long e = 1, f = 2, g = 3, h = 4, i = 5, k = 6, q = 7, x = 8, y = 9, z = 10;
        count++;
        recursion(a, b, c);
    }

    public static void main(String args[]) {
        try {
            recursion(0L, 0L, 0L);
        } catch (Throwable e) {
            System.out.println("deep of calling = " + count);
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

上方這段代碼是沒有出口的遞歸調用，確定會出現OOM的。

若是設置棧大小爲128k：

-Xss128K 

運行效果以下：（方法被調用了294次）

若是設置棧大小爲256k：（方法被調用748次）

意味着函數調用的次數太深，像這種遞歸調用就是個典型的例子。

 

總結：

咱們在本文中介紹了jvm的一些最基本的參數，還有不少參數（如GC參數等）將在後續的系列文章中進行介紹。咱們將在接下來的文章中介紹GC算法。

 

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