JVM系列三:JVM参数设置、分析转
http://www.cnblogs.com/redcreen/archive/2011/05/04/2037057.html?转
不管是YGC还是Full GC,GC过程中都会对导致程序运行中中断,正确的选择不同的GC策略,调整
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JVM、GC的参数，可以极大的减少由于GC工作，而导致的程序运行中断方面的问题，进而适当
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的提高Java程序的工作效率。但是调整GC是以个极为复杂的过程，由于各个程序具备不同的
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特点，如：web和GUI程序就有很大区别（Web可以适当的停顿，但GUI停顿是客户无法接受的
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），而且由于跑在各个机器上的配置不同（主要cup个数，内存不同），所以使用的GC种类也
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会不同(如何选择见GC种类及如何选择)。本文将注重介绍JVM、GC的一些重要参数的设置来提
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高系统的性能。
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? ? ? ?JVM内存组成及GC相关内容请见之JVM内存组成及GC相关内容请见之前的文章:JVM内存
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组成 GC策略&内存申请。
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JVM参数的含义 实例见实例分析
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JVM参数的含义 实例见实例分析
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参数名称 含义 默认值 ?
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-Xms 初始堆大小 物理内存的1/64(<1GB) 默认(MinHeapFreeRatio参数可以调整
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)空余堆内存小于40%时，JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制.
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-Xmx 最大堆大小 物理内存的1/4(<1GB) 默认(MaxHeapFreeRatio参数可以调整
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)空余堆内存大于70%时，JVM会减少堆直到 -Xms的最小限制
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-Xmn 年轻代大小(1.4or lator) 注意：此处的大小是（eden+ 2 survivor?
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space).与jmap -heap中显示的New gen是不同的。
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整个堆大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小.
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增大年轻代后,将会减小年老代大小.此值对系统性能影响较大,Sun官方推荐配置为整个堆的
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3/8
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-XX:NewSize 设置年轻代大小(for 1.3/1.4) ?
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-XX:MaxNewSize 年轻代最大值(for 1.3/1.4) ?
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-XX:PermSize 设置持久代(perm gen)初始值 物理内存的1/64 ?
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-XX:MaxPermSize 设置持久代最大值 物理内存的1/4 ?
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-Xss 每个线程的堆栈大小 JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M,以前每个线
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程堆栈大小为256K.更具应用的线程所需内存大小进行 调整.在相同物理内存下,减小这个值
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能生成更多的线程.但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的,不能无限生成,经验值
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在3000~5000左右
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一般小的应用， 如果栈不是很深， 应该是128k够用的 大的应用建议使用256k。这个选项对
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性能影响比较大，需要严格的测试。（校长）
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和threadstacksize选项解释很类似,官方文档似乎没有解释,在论坛中有这样一句话:"”
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-Xss is translated in a VM flag named ThreadStackSize”
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一般设置这个值就可以了。
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-XX:ThreadStackSize Thread Stack Size (0 means use default?
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stack size) [Sparc: 512; Solaris x86: 320 (was 256 prior in 5.0 and earlier);?
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Sparc 64 bit: 1024; Linux amd64: 1024 (was 0 in 5.0 and earlier); all others 0.]
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-XX:NewRatio 年轻代(包括Eden和两个Survivor区)与年老代的比值(除去持久代)
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-XX:NewRatio=4表示年轻代与年老代所占比值为1:4,年轻代占整个堆栈的1/5
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Xms=Xmx并且设置了Xmn的情况下，该参数不需要进行设置。
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-XX:SurvivorRatio Eden区与Survivor区的大小比值 设置为8,则两个
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Survivor区与一个Eden区的比值为2:8,一个Survivor区占整个年轻代的1/10
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-XX:LargePageSizeInBytes 内存页的大小不可设置过大， 会影响Perm的大小
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=128m
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-XX:+UseFastAccessorMethods 原始类型的快速优化 ?
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-XX:+DisableExplicitGC 关闭System.gc() 这个参数需要严格的测试
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-XX:MaxTenuringThreshold 垃圾最大年龄 如果设置为0的话,则年轻代
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对象不经过Survivor区,直接进入年老代. 对于年老代比较多的应用,可以提高效率.如果将此
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值设置为一个较大值,则年轻代对象会在Survivor区进行多次复制,这样可以增加对象再年轻
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代的存活 时间,增加在年轻代即被回收的概率
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该参数只有在串行GC时才有效.
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-XX:+AggressiveOpts 加快编译 ?
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-XX:+UseBiasedLocking 锁机制的性能改善 ?
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-Xnoclassgc 禁用垃圾回收 ?
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-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB 每兆堆空闲空间中SoftReference的存活时间 1s
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softly reachable objects will remain alive for some amount of time after the last?
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time they were referenced. The default value is one second of lifetime per free?
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megabyte in the heap
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-XX:PretenureSizeThreshold 对象超过多大是直接在旧生代分配 0 单位字节?
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新生代采用Parallel Scavenge GC时无效
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另一种直接在旧生代分配的情况是大的数组对象,且数组中无外部引用对象.
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-XX:TLABWasteTargetPercent TLAB占eden区的百分比 1% ?
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-XX:+CollectGen0First FullGC时是否先YGC false ?
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并行收集器相关参数
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-XX:+UseParallelGC Full GC采用parallel MSC
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(此项待验证)
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选择垃圾收集器为并行收集器.此配置仅对年轻代有效.即上述配置下,年轻代使用并发收集,
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而年老代仍旧使用串行收集.(此项待验证)
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-XX:+UseParNewGC 设置年轻代为并行收集 可与CMS收集同时使用
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JDK5.0以上,JVM会根据系统配置自行设置,所以无需再设置此值
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-XX:ParallelGCThreads 并行收集器的线程数 此值最好配置与处理器数目
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相等 同样适用于CMS
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-XX:+UseParallelOldGC 年老代垃圾收集方式为并行收集(Parallel Compacting)
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这个是JAVA 6出现的参数选项
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-XX:MaxGCPauseMillis 每次年轻代垃圾回收的最长时间(最大暂停时间)
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如果无法满足此时间,JVM会自动调整年轻代大小,以满足此值.
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-XX:+UseAdaptiveSizePolicy 自动选择年轻代区大小和相应的Survivor区比例
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设置此选项后,并行收集器会自动选择年轻代区大小和相应的Survivor区比例,以达到目标系
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统规定的最低相应时间或者收集频率等,此值建议使用并行收集器时,一直打开.
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-XX:GCTimeRatio 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)
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-XX:+ScavengeBeforeFullGC Full GC前调用YGC true Do young?
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generation GC prior to a full GC. (Introduced in 1.4.1.)
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CMS相关参数
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-XX:+UseConcMarkSweepGC 使用CMS内存收集 测试中配置这个以后,-XX:NewRatio=4
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的配置失效了,原因不明.所以,此时年轻代大小最好用-Xmn设置.???
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-XX:+AggressiveHeap 试图是使用大量的物理内存
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长时间大内存使用的优化，能检查计算资源（内存， 处理器数量）
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至少需要256MB内存
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大量的CPU／内存， （在1.4.1在4CPU的机器上已经显示有提升）
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-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction 多少次后进行内存压缩 由于并发收集器不
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对内存空间进行压缩,整理,所以运行一段时间以后会产生"碎片",使得运行效率降低.此值设
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置运行多少次GC以后对内存空间进行压缩,整理.
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-XX:+CMSParallelRemarkEnabled 降低标记停顿 ?
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-XX+UseCMSCompactAtFullCollection 在FULL GC的时候， 对年老代的压缩
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CMS是不会移动内存的， 因此， 这个非常容易产生碎片， 导致内存不够用， 因此， 内存
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的压缩这个时候就会被启用。 增加这个参数是个好习惯。
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可能会影响性能,但是可以消除碎片
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-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly 使用手动定义初始化定义开始CMS收集
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禁止hostspot自行触发CMS GC
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-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 使用cms作为垃圾回收
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使用70％后开始CMS收集 92 为了保证不出现promotion failed(见下面介绍)错误,该
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值的设置需要满足以下公式CMSInitiatingOccupancyFraction计算公式
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-XX:CMSInitiatingPermOccupancyFraction 设置Perm Gen使用到达多少比率时触发
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92 ?
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-XX:+CMSIncrementalMode 设置为增量模式 用于单CPU情况
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-XX:+CMSClassUnloadingEnabled ?
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辅助信息
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-XX:+PrintGC
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输出形式:
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[GC 118250K->113543K(130112K), 0.0094143 secs]
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[Full GC 121376K->10414K(130112K), 0.0650971 secs]
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-XX:+PrintGCDetails
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输出形式:[GC [DefNew: 8614K->781K(9088K), 0.0123035 secs] 118250K->113543K
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(130112K), 0.0124633 secs]
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[GC [DefNew: 8614K->8614K(9088K), 0.0000665 secs][Tenured: 112761K->10414K
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(121024K), 0.0433488 secs] 121376K->10414K(130112K), 0.0436268 secs]
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-XX:+PrintGCTimeStamps ?
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-XX:+PrintGC:PrintGCTimeStamps 可与-XX:+PrintGC -XX:
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+PrintGCDetails混合使用
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输出形式:11.851: [GC 98328K->93620K(130112K), 0.0082960 secs]
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-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime 打印垃圾回收期间程序暂停的时间.可与上面混
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合使用 输出形式:Total time for which application threads were stopped:?
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0.0468229 seconds
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-XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime 打印每次垃圾回收前,程序未中断的执行时间.
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可与上面混合使用 输出形式:Application time: 0.5291524 seconds
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-XX:+PrintHeapAtGC 打印GC前后的详细堆栈信息 ?
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-Xloggc:filename 把相关日志信息记录到文件以便分析.
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与上面几个配合使用 ?
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-XX:+PrintClassHistogram
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garbage collects before printing the histogram. ?
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-XX:+PrintTLAB 查看TLAB空间的使用情况 ?
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XX:+PrintTenuringDistribution 查看每次minor GC后新的存活周期的阈值
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Desired survivor size 1048576 bytes, new threshold 7 (max 15)
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new threshold 7即标识新的存活周期的阈值为7。
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GC性能方面的考虑
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? ? ? ?对于GC的性能主要有2个方面的指标：吞吐量throughput（工作时间不算gc的时间占
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总的时间比）和暂停pause（gc发生时app对外显示的无法响应）。
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1. Total Heap
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? ? ? ?默认情况下，vm会增加/减少heap大小以维持free space在整个vm中占的比例，这个
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比例由MinHeapFreeRatio和MaxHeapFreeRatio指定。
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一般而言，server端的app会有以下规则：
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对vm分配尽可能多的memory；
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将Xms和Xmx设为一样的值。如果虚拟机启动时设置使用的内存比较小，这个时候又需要初始
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化很多对象，虚拟机就必须重复地增加内存。
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处理器核数增加，内存也跟着增大。
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2. The Young Generation
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? ? ? ?另外一个对于app流畅性运行影响的因素是young generation的大小。young?
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generation越大，minor collection越少；但是在固定heap size情况下，更大的young?
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generation就意味着小的tenured generation，就意味着更多的major collection(major?
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collection会引发minor collection)。
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? ? ? ?NewRatio反映的是young和tenured generation的大小比例。NewSize和MaxNewSize反
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映的是young generation大小的下限和上限，将这两个值设为一样就固定了young?
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generation的大小（同Xms和Xmx设为一样）。
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? ? ? ?如果希望，SurvivorRatio也可以优化survivor的大小，不过这对于性能的影响不是
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很大。SurvivorRatio是eden和survior大小比例。
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一般而言，server端的app会有以下规则：
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首先决定能分配给vm的最大的heap size，然后设定最佳的young generation的大小；
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如果heap size固定后，增加young generation的大小意味着减小tenured generation大小。
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让tenured generation在任何时候够大，能够容纳所有live的data（留10%-20%的空余）。
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经验&&规则
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年轻代大小选择
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响应时间优先的应用: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
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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.
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吞吐量优先的应用:尽可能的设置大,可能到达Gbit的程度.因为对响应时间没有要求,垃圾收
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集可以并行进行,一般适合8CPU以上的应用.
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避免设置过小.当新生代设置过小时会导致:1.YGC次数更加频繁 2.可能导致YGC对象直接进入
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旧生代,如果此时旧生代满了,会触发FGC.
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年老代大小选择
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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
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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
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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
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要参考以下数据获得:
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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
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比例。
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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
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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,而年老代尽存放长期存活对象.
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较小堆引起的碎片问题
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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.当收集器回收时,他会
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把相邻的空间进行合并,这样可以分配给较大的对象.但是,当堆空间较小时,运行一段时间以
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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
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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:
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-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection:使用并发收集器时,开启对年老代的压缩.
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-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0:上面配置开启的情况下,这里设置多少次Full GC后,对
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年老代进行压缩
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用64位操作系统，Linux下64位的jdk比32位jdk要慢一些，但是吃得内存更多，吞吐量更大
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XMX和XMS设置一样大，MaxPermSize和MinPermSize设置一样大，这样可以减轻伸缩堆大小带
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来的压力
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使用CMS的好处是用尽量少的新生代，经验值是128M－256M， 然后老生代利用CMS并行收集，?
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这样能保证系统低延迟的吞吐效率。 实际上cms的收集停顿时间非常的短，2G的内存， 大约
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20－80ms的应用程序停顿时间
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系统停顿的时候可能是GC的问题也可能是程序的问题，多用jmap和jstack查看，或者killall?
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-3 java，然后查看java控制台日志，能看出很多问题。(相关工具的使用方法将在后面的
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blog中介绍)
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仔细了解自己的应用，如果用了缓存，那么年老代应该大一些，缓存的HashMap不应该无限制
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长，建议采用LRU算法的Map做缓存，LRUMap的最大长度也要根据实际情况设定。
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采用并发回收时，年轻代小一点，年老代要大，因为年老大用的是并发回收，即使时间长点
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也不会影响其他程序继续运行，网站不会停顿
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JVM参数的设置(特别是 –Xmx –Xms –Xmn -XX:SurvivorRatio ?-
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XX:MaxTenuringThreshold等参数的设置没有一个固定的公式，需要根据PV old区实际数据?
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YGC次数等多方面来衡量。为了避免promotion faild可能会导致xmn设置偏小，也意味着YGC
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的次数会增多，处理并发访问的能力下降等问题。每个参数的调整都需要经过详细的性能测
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试，才能找到特定应用的最佳配置。
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promotion failed:
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垃圾回收时promotion failed是个很头痛的问题，一般可能是两种原因产生，第一个原因是
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救助空间不够，救助空间里的对象还不应该被移动到年老代，但年轻代又有很多对象需要放
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入救助空间；第二个原因是年老代没有足够的空间接纳来自年轻代的对象；这两种情况都会
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转向Full GC，网站停顿时间较长。
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解决方方案一：
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第一个原因我的最终解决办法是去掉救助空间，设置-XX:SurvivorRatio=65536 -
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XX:MaxTenuringThreshold=0即可，第二个原因我的解决办法是设置
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CMSInitiatingOccupancyFraction为某个值（假设70），这样年老代空间到70%时就开始执行
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CMS，年老代有足够的空间接纳来自年轻代的对象。
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解决方案一的改进方案：
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又有改进了，上面方法不太好，因为没有用到救助空间，所以年老代容易满，CMS执行会比较
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频繁。我改善了一下，还是用救助空间，但是把救助空间加大，这样也不会有promotion?
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failed。具体操作上，32位Linux和64位Linux好像不一样，64位系统似乎只要配置
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MaxTenuringThreshold参数，CMS还是有暂停。为了解决暂停问题和promotion failed问题，
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最后我设置-XX:SurvivorRatio=1 ，并把MaxTenuringThreshold去掉，这样即没有暂停又不
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会有promotoin failed，而且更重要的是，年老代和永久代上升非常慢（因为好多对象到不
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了年老代就被回收了），所以CMS执行频率非常低，好几个小时才执行一次，这样，服务器都
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不用重启了。
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-Xmx4000M -Xms4000M -Xmn600M -XX:PermSize=500M -XX:MaxPermSize=500M -Xss256K -
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XX:+DisableExplicitGC -XX:SurvivorRatio=1 -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:
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+UseParNewGC -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -
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XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0 -XX:+CMSClassUnloadingEnabled -
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XX:LargePageSizeInBytes=128M -XX:+UseFastAccessorMethods -XX:
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+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80 -
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XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=0 -XX:+PrintClassHistogram -XX:+PrintGCDetails -XX:
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+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:log/gc.log
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CMSInitiatingOccupancyFraction值与Xmn的关系公式
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上面介绍了promontion faild产生的原因是EDEN空间不足的情况下将EDEN与From survivor中
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的存活对象存入To survivor区时,To survivor区的空间不足，再次晋升到old gen区，而old?
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gen区内存也不够的情况下产生了promontion faild从而导致full gc.那可以推断出：eden
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+from survivor < old gen区剩余内存时，不会出现promontion faild的情况，即：
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(Xmx-Xmn)*(1-CMSInitiatingOccupancyFraction/100)>=(Xmn-Xmn/(SurvivorRatior+2)) ?
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进而推断出：
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CMSInitiatingOccupancyFraction <=((Xmx-Xmn)-(Xmn-Xmn/(SurvivorRatior+2)))/(Xmx-
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Xmn)*100
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例如：
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当xmx=128 xmn=36 SurvivorRatior=1时 CMSInitiatingOccupancyFraction<=((128.0-36)-
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(36-36/(1+2)))/(128-36)*100 =73.913
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当xmx=128 xmn=24 SurvivorRatior=1时 CMSInitiatingOccupancyFraction<=((128.0-24)-
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(24-24/(1+2)))/(128-24)*100=84.615…
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当xmx=3000 xmn=600 SurvivorRatior=1时 ?CMSInitiatingOccupancyFraction<=((3000.0-
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600)-(600-600/(1+2)))/(3000-600)*100=83.33
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CMSInitiatingOccupancyFraction低于70% 需要调整xmn或SurvivorRatior值。
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令：
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网上一童鞋推断出的公式是：:(Xmx-Xmn)*(100-
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CMSInitiatingOccupancyFraction)/100>=Xmn 这个公式个人认为不是很严谨，在内存小的时
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候会影响xmn的计算
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