JVM參數及調優

調優基本概念

在調整JVM性能時，一般有三個組件須要考慮：

1. 堆大小調整
2. 垃圾收集器調整
3. JIT編譯器

大多數調優選項都與調整堆大小和選擇合適的垃圾收集器有關，JIT編譯器對性能也有很大影響，但不多須要對其進行調優，尤爲是針對較新版本的JVM。

一般，在進行Java程序調優的時候，會重點關注兩個主要指標：

• 響應性：應用程序對請求進行響應的速度，對於專一響應性的應用程序，長時間的暫停是不可接受的，須要在最短期內作出響應
• 吞吐量：側重於在特定時間內最大化應用程序的工做量，對於專一於吞吐量的應用程序，符合要求的暫停是能夠接受的。

JVM自己是在不斷優化的，系統瓶頸的核心仍是在於應用代碼，更多的狀況下仍是要專一於應用代碼的優化。

經常使用JVM參數

參數	描述
-XX:+AlwaysPreTouch	JVM啓動時分配內存，堆的每一個頁面都在初始化期間按需置零，而不是在應用程序執行期間遞增
-XX:Errorfile = filename	錯誤日誌
-XX:+TraceClassLoading	跟蹤類加載信息
-XX:+PrintClassHistogram	按下Ctrl+Break後打印類信息
-Xmx -Xms	最大堆 最小堆
-xx:permSize	永久代大小
-xx:metaspaceSize	元數據空間大小
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError	當拋出OOM時進行HeapDump
-XX:+HeapDumpPath	OOM時堆導出的路徑
-XX:OnOutOfMemoryError	當發生OOM時執行用戶指定的命令

命令： java -XX:+PrintFlagsFinal -version 會 打印全部的-XX參數及其默認值

GC調優思路

1. 分析場景，如：啓動速度慢，偶爾出現響應慢於平均水平或出現卡頓
2. 肯定目標，如：內存佔用，低延時，吞吐量
3. 收集日誌，如：經過參數配置收集GC日誌，經過JDK工具查看GC狀態
4. 分析日誌，如：使用工具輔助分析日誌，查看GC次數，GC時間
5. 調整參數，如：切換垃圾收集器或者調整垃圾收集器參數

經常使用GC參數

參數	描述
-XX:ParallelGCThreads	並行GC線程數量
-XX:ConcGcThreads	併發GC線程數量
-XX:MaxGCPauseMillis	最大停頓時間，單位毫秒，GC盡力保證回收時間不超過設定值
-XX:GCTimeRatio	垃圾收集時間佔總時間的比值，取值0-100，默認99，即最大容許1%的時間作GC
-XX:SurvivorRatio	設置eden區大小和survivor區大小的比例，8表示兩個survivor:eden=2:8，即一個survivor佔年輕代的1/10
-XX:NewRatio	新生代和老年代的比，4表示新生代:老年代=1:4，即年輕代佔堆的1/5
-verbose:gc，-XX:+PrintGC	打印GC的簡要信息
-XX:+PrintGCDetails	打印GC詳細信息（JDK9以後再也不使用）
-XX:+PrintGCTimeStamps	打印GC發生的時間戳（JDK9以後再也不使用）
-Xloggc:log/gc.log	指定GC log的位置，以文件輸出
-XX:PrintHeapAtGC	每次GC後都打印堆信息

垃圾收集器Parallel參數調優

Parallel垃圾收集器在JDK8中是JVM默認的垃圾收集器，它是以吞吐量優先的垃圾收集器。其可調節的參數以下：

參數	描述
-XX:+UseParallelGC	新生代使用並行垃圾收集器
-XX:+UseParallelOldGC	老年代使用並行垃圾收集器
-XX:ParallelGCThreads	設置用於垃圾回收的線程數
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy	打開自適應GC策略

垃圾收集器CMS參數調優

CMS垃圾收集器是一個響應時間優先的垃圾收集器，Parallel收集器沒法知足應用程序延遲要求時再考慮使用CMS垃圾收集器，從JDK9開始CMS收集器已不建議使用，默認用的是G1垃圾收集器。

參數	描述
-XX:+UseConcMarkSweepGC	新生代使用並行收集器，老年代使用CMS+串行收集器
-XX:+UseParNewGC	新生代使用並行收集器，老年代CMS收集器默認開啓
-XX:CMSInitiatingOccupanyFraction	設置觸發GC的閾值，默認68%，若是內存預留空間不夠，就會引發concurrent mode failure
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection	Full GC後，進行一次整理，整理過程是獨佔的，會引發停頓時間變長
-XX:+CMSFullGCsBeforeCompaction	設置進行幾回Full GC後進行一次碎片整理
-XX:+CMSClassUnloadingEnabled	容許對類元數據進行回收
-XX:+UseCMSInitiatingOccupanyOnly	表示只在達到閾值的時候才進行CMS回收
-XX:+CMSIncrementalMode	使用增量模式，比較適合單CPU

垃圾收集器G1參數調優

G1收集器是一個兼顧吞吐量和響應時間的收集器，若是是大堆（如堆的大小超過6GB）,堆的使用率超過50%，GC延遲要求穩定且可預測的低於0.5秒，建議使用G1收集器。

參數	描述
-XX:G1HeapRegionSize	設置Region大小，默認heap/2000
-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent	老年代依靠Mixed GC, 觸發閾值
-XX:G1OldSetRegionThresholdPercent	定多包含在一次Mixed GC中的Region比例
-XX:+ClassUnloadingWithConcurrentMark	G1增長默認開啓，在併發標記階段結束後，JVM即進行類型卸載
-XX:G1NewSizePercent	新生代的最小比例
-XX:G1MaxNewSizePercent	新生代的最大比列
-XX:G1MixedGCCountTraget	Mixed GC數量控制

調優示例

示例代碼：

@SpringBootApplication
public class SpringBootDemoApplication {

  public static void main(String[] args) {
    SpringApplication.run(SpringBootDemoApplication.class, args);
    Executors.newScheduledThreadPool(1)
        .scheduleAtFixedRate(
            () -> {
              new Thread(
                      () -> {
                        for (int i = 0; i < 150; i++) {
                          try {
                            byte[] temp = new byte[1024 * 512];
                            Thread.sleep(new Random().nextInt(1000));
                          } catch (InterruptedException e) {
                            e.printStackTrace();
                          }
                        }
                      })
                  .start();
            },
            100,
            100,
            TimeUnit.MILLISECONDS);
  }
}

GC分析主要查看GC致使的Stop The World的時間，它會致使程序的延時增長。

示例代碼運行的時候建議指定其堆內存的最大值，啓動時添加JVM參數-Xmx1024m。程序運行起來以後能夠利用jps或者jcmd產看運行的程序進程號。

拿到進程號以後利用jstat命令查看GC信息，如動態監控GC統計信息，間隔1000毫秒統計一次，每10行數據後輸出列標題：

上述兩個步驟也能夠合併成一個 jstat -gc -h10 $(jcmd | grep 「com.example.springbootdemo.SpringBootDemoApplication」 | awk ‘{print $1}’) 1000

固然除了動態監控GC信息，也能夠將GC日誌信息打印到文件，而後利用GC分析工具進行分析。
在程序啓動時添加JVM參數」-Xmx1024m -Xloggc:/gc.log「，則能夠能夠將GC日誌打印到gc.log文件，而後能夠利用GCViewer工具輔助分析GC日誌文件，參考地址：https://github.com/chewiebug/GCViewer

GCViewer下載後雙擊gcviewer-x.xx-SNAPSHOT.jar文件便可運行，而後將gc.log日誌文件導入便可觀察GC信息。

GC調優以前，咱們須要瞭解當前JVM參數的信息。命令 java -XX:+PrintFlagsFinal -version 會打印全部的JVM參數，如需查看指定參數，如查看UseAdaptiveSizePolicy的值可使用 java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep UseAdaptiveSizePolicy

調整-XX:ParallelGCThreads的值能夠指定GC併發的線程數，如在JVM啓動參數中能夠添加 「-Xmx1024m -XX:ParallelGCThreads=4」，調節GC併發的線程數，觀察GC的信息，如Full GC次數FGC，Full GC的總時間FGCT，GC的總時間GCT等進行調優。

一樣咱們能夠在JVM啓動參數中指定-XX:MaxGCPauseMills，使用G1收集器-XX:+UseG1GC等，調節JVM啓動參數，收集GC日誌，更具監控進行相應的調節，進而找到最優值。

 

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