深刻理解JVM（三）——配置參數

JVM配置參數分爲三類參數：

一、跟蹤參數

二、堆分配參數

三、棧分配參數

這三類參數分別用於跟蹤監控JVM狀態，分配堆內存以及分配棧內存。

在eclipse根目錄下的eclipse.ini配置文件中添加參數（其餘編譯器，能夠相似操做）。

跟蹤參數

跟蹤參數用於跟蹤監控JVM，每每被開發人員用於JVM調優以及故障排查。

一、當發生GC時，打印GC簡要信息

使用-XX:+PrintGC或-verbose:gc參數

這兩個配置參數效果是同樣的，都是在發生GC時打印出簡要的信息，例如執行代碼:

/**
 * 這個程序連續建立了100個1M的數組對象
 *
 */
public class GCDemo {
	public static void main(String[] args)  {
		byte[] bytes =null;
		for(int i=0;i<100;i++){
			 bytes = new byte[1 * 1024 * 1024];
			}
		}
}

使用-XX:+PrintGC或-verbose:gc參數執行該程序，便可查看到GC狀況：

1: [GC (Allocation Failure) 32686K->1648K(123904K), 0.0007230 secs]
2: [GC (Allocation Failure) 34034K->1600K(123904K), 0.0009652 secs] 
3: [GC (Allocation Failure) 33980K->1632K(123904K), 0.0005306 secs]

能夠看到程序執行了3次GC（minor GC），這三次GC都是新生代的GC，由於這個程序每次建立新的數組對象，都會把新的對象賦給bytes變量，而老的對象沒有任意對象引用它，老對象會變的不可達，這些不可達的對象在新生代minor GC時候被回收掉。

32686K表示回收前，對象佔用空間。1648K表示回收後，對象佔用空間。123904K表示還有多少空間可用。0.0007230 secs表示此次垃圾回收花的時間。

二、打印GC的詳細信息以及堆使用詳細信息

使用-XX:+PrintGCDetails參數

1: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 32686K->1656K(37888K)] 32686K->1664K(123904K), 0.0342788 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.03 secs] 
2: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 34042K->1624K(70656K)] 34050K->1632K(156672K), 0.0013466 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
3: Heap 
4: PSYoungGen total 70656K, used 43118K [0x00000000d6100000, 0x00000000dab00000, 0x0000000100000000)

5: eden space 65536K, 63% used [0x00000000d6100000,0x00000000d8985ac8,0x00000000da100000) 
6: from space 5120K, 31% used [0x00000000da600000,0x00000000da796020,0x00000000dab00000) 
7: to space 5120K, 0% used [0x00000000da100000,0x00000000da100000,0x00000000da600000)
8: ParOldGen total 86016K, used 8K [0x0000000082200000, 0x0000000087600000, 0x00000000d6100000) 
9: object space 86016K, 0% used [0x0000000082200000,0x0000000082202000,0x0000000087600000) 
10: Metaspace used 2669K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K 
11: class space used 288K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K

能夠看到除了打印GC信息以外，還顯示了堆使用狀況，堆分爲新生代、老年代、元空間。注意這裏沒有永久區了，永久區在java8已經移除，原來放在永久區的常量、字符串靜態變量都移到了元空間，並使用本地內存。

新生代當中又分爲伊甸區（eden）和倖存區（from和to），從上面打印的內容能夠看到新生代總大小爲70656K，使用了43118K，細心的同窗的可能會發現eden+from+to=65536K+5120K+5120K=75776 並不等於總大小70656K，這是爲何呢？這是由於新生代的垃圾回收算法是採用複製算法，簡單的說就是在from和to之間來回複製（複製過程當中再把不可達的對象回收掉），因此必須保證其中一個區是空的，這樣纔能有預留空間存放複製過來的數據，因此新生代的總大小其實等於eden+from（或to）=65536K+5120K=70656k。

三、使用外部文件記錄GC的日誌

還有一個很是有用的參數，它能夠把GC的日誌記錄到外部文件中，這在生產環境進行故障排查時尤其重要，當java程序出現OOM時，總但願看到當時垃圾回收的狀況，經過這個參數就能夠把GC的日誌記錄下來，便於排查問題，固然也能夠作平常JVM監控。

-Xloggc:log/gc.log

四、監控類的加載

-XX:+TraceClassLoading

使用這個參數能夠監控java程序加載的類：

堆配置參數

指定最大堆，最小堆：Xmx、Xms

這兩個參數是咱們最熟悉最經常使用的參數，能夠用如下代碼打印出目前內存使用的狀況：

public static void main(String[] args) { 
  System.out.println("最大堆："+Runtime.getRuntime().maxMemory()/1024/1024+"M"); 
  System.out.println("空閒堆："+Runtime.getRuntime().freeMemory()/1024/1024+"M"); 
  System.out.println("總的堆："+Runtime.getRuntime().totalMemory()/1024/1024+"M"); 
}

最大堆也就是Xmx參數指定的大小，表示java程序最大能使用多少內存大小，若是超過這個大小，那麼java程序會報：out of memory（OOM錯誤），空閒堆表示程序已經分配的內存大小減去已經使用的內存大小，而總的堆表示目前程序已經配置到多少內存大小，通常而言程序一啓動，會按照-Xms5m先分配5M的空間，這時總的堆大小就是5M。

指定新生代內存大小:Xmn，例如指定-Xmx20m -Xms5m -Xmn2m -XX:+PrintGCDetails

1: 最大堆：19.5M
2: 空閒堆：4.720428466796875M 
3: 總的堆：5.5M 
4: Heap 
5: PSYoungGen total 1536K, used 819K [0x00000000ffe00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000) 
6: eden space 1024K, 79% used [0x00000000ffe00000,0x00000000ffeccc80,0x00000000fff00000) 
7: from space 512K, 0% used [0x00000000fff80000,0x00000000fff80000,0x0000000100000000)
8: to space 512K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x00000000fff80000) 
9: ParOldGen total 4096K, used 0K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff000000, 0x00000000ffe00000)
10: object space 4096K, 0% used [0x00000000fec00000,0x00000000fec00000,0x00000000ff000000)
11: Metaspace used 2723K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K 
12: class space used 293K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K

能夠看到新生代總大小爲eden+from+to=1024k+512k+512k=2M，和設置的-Xmn相對應。

新生代（eden+from+to）和老年代（不包含永久區）的比值：-XX:NewRatio

例如設置參數：-Xmx20m -Xms20m -XX:NewRatio=4 -XX:+PrintGCDetails（注意這裏改參數爲4表示新生代和老年代比值爲1:4）

1: 最大堆：19.5M 
2: 空閒堆：8.665084838867188M 
3: 總的堆：19.5M 
4: Heap
5: PSYoungGen total 3584K, used 916K [0x00000000ffc00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000) 
6: eden space 3072K, 29% used [0x00000000ffc00000,0x00000000ffce52f8,0x00000000fff00000) 
7: from space 512K, 0% used [0x00000000fff80000,0x00000000fff80000,0x0000000100000000) 
8: to space 512K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x00000000fff80000) 
9: ParOldGen total 16384K, used 10240K [0x00000000fec00000, 0x00000000ffc00000, 0x00000000ffc00000) 10: object space 16384K, 62% used [0x00000000fec00000,0x00000000ff600010,0x00000000ffc00000) 
11: Metaspace used 2723K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K 
12: class space used 293K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K

能夠看到新生代：eden+from+to=3072+512+512=4096k，老年代：16384k，新生代：老年代=4096k：16384k=1:4 和-XX:NewRatio=4吻合。

Eden區與Survivor區（from、to）的大小比值：-XX:SurvivorRatio（如設置爲8,則兩個Survivor區與一個Eden區的比值爲2:8,一個Survivor區佔整個年輕代的1/10）

例如設置參數-Xmx20m -Xms20m -Xmn8m -XX:SurvivorRatio=6 -XX:+PrintGCDetails

這個參數設置了新生代內存大小爲8m，並設置Survivor區與一個Eden區的比值爲2:6，來看看打印信息：

1: 最大堆：19.0M 
2: 空閒堆：8.104576110839844M 
3: 總的堆：19.0M 
4: Heap 
5: PSYoungGen total 7168K, used 1040K [0x00000000ff800000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000) 6: eden space 6144K, 16% used [0x00000000ff800000,0x00000000ff904090,0x00000000ffe00000) 
7: from space 1024K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x0000000100000000) 
8: to space 1024K, 0% used [0x00000000ffe00000,0x00000000ffe00000,0x00000000fff00000) 
9: ParOldGen total 12288K, used 10240K [0x00000000fec00000, 0x00000000ff800000, 0x00000000ff800000) 10: object space 12288K, 83% used [0x00000000fec00000,0x00000000ff600010,0x00000000ff800000) 
11: Metaspace used 2723K, capacity 4486K, committed 4864K, reserved 1056768K 
12: class space used 293K, capacity 386K, committed 512K, reserved 1048576K

Survivor區=from+to=2048，Eden區=6144K，Survivor區：Eden區=2：6，和-XX:SurvivorRatio=6吻合。

其餘還有-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError、-XX:+HeapDumpPath這兩個參數能夠實如今發生OOM異常時把堆棧信息打印到外部文件。

堆分配參數的總結

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

永久區分配參數

-XX:PermSize -XX:MaxPermSize

用於設置永久區的初始空間和最大空間，他們表示一個系統能夠容納多少個類型，通常空間比較小。在java1.8之後，永久區被移到了元數據區，使用本地內存，因此這兩個參數也不建議再使用。

棧大小分配參數

棧大小參數爲-Xss，一般只有幾百k，決定了函數調用的深度，每一個線程都有本身獨立的棧空間。若是函數調用太深，超過了棧的大小，則會拋出java.lang.StackOverflowError，一般遇到這種錯誤，不是去調整-Xss參數，而是應該去調查函數調用太深的原理，是否使用遞歸，能不能保證遞歸出口等。

小結

本文講解了JVM經常使用的參數，涉及跟蹤、堆、永久區、棧的分配，其中最重要最經常使用的是跟蹤、堆的分配參數，他們也和調優、故障排查息息相關。

附加：

JVM的GC日誌的主要參數包括以下幾個：

-XX:+PrintGC 輸出GC日誌

-XX:+PrintGCDetails 輸出GC的詳細日誌

-XX:+PrintGCTimeStamps 輸出GC的時間戳（以基準時間的形式）

-XX:+PrintGCDateStamps 輸出GC的時間戳（以日期的形式，如 2013-05-04T21:53:59.234+0800）

-XX:+PrintHeapAtGC 在進行GC的先後打印出堆的信息

-Xloggc:../logs/gc.log 日誌文件的輸出路徑