Java虚拟机-JVM各种参数配置大全详细



usr/local/jdk/bin/java -Dresin.home=/usr/local/resin -server -Xms1800M -Xmx1800M -Xmn300M -Xss512K -XX:PermSize=300M -XX:MaxPermSize=300M -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxTenuringThreshold=5 -XX:GCTimeRatio=19 -Xnoclassgc -XX:+DisableExplicitGC -XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0 -XX:-CMSParallelRemarkEnabled -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=0 -XX:+PrintClassHistogram -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:log/gc.log

1. 堆大小设置
   JVM 中最大堆大小有三方面限制：相关操作系统的数据模型（32-bt还是64-bit）限制；系统的可用虚拟内存限制；系统的可用物理内存限制。32位系统 下，一般限制在1.5G~2G；64为操作系统对内存无限制。我在Windows Server 2003 系统，3.5G物理内存，JDK5.0下测试，最大可设置为1478m。
   典型设置：
   • java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k
     - Xmx3550m ：设置JVM最大可用内存为3550M。
     -Xms3550m ：设置JVM促使内存为3550m。此值可以设置与-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存。
     -Xmn2g ：设置年轻代大小为2G。整个堆大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小 。持久代一般固定大小为64m，所以增大年轻代后，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3/8。
     -Xss128k ： 设置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，经验值在3000~5000左右。
     
   • java -Xmx3550m -Xms3550m -Xss128k -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=4 -XX:MaxPermSize=16m -XX:MaxTenuringThreshold=0
     -XX:NewRatio=4 :设置年轻代（包括Eden和两个Survivor区）与年老代的比值（除去持久代）。设置为4，则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
     -XX:SurvivorRatio=4 ：设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值。设置为4，则两个Survivor区与一个Eden区的比值为2:4，一个Survivor区占整个年轻代的1/6
     -XX:MaxPermSize=16m :设置持久代大小为16m。
     -XX:MaxTenuringThreshold=0 ：设置垃圾最大年龄。如果设置为0的话，则年轻代对象不经过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代的存活时间 ，增加在年轻代即被回收的概论。
2. 回收器选择
   JVM给了三种选择：串行收集器、并行收集器、并发收集器 ，但是串行收集器只适用于小数据量的情况，所以这里的选择主要针对并行收集器和并发收集器。默认情况下，JDK5.0以前都是使用串行收集器，如果想使用其他收集器需要在启动时加入相应参数。JDK5.0以后，JVM会根据当前系统配置 进行判断。
   1. 吞吐量优先 的并行收集器
      如上文所述，并行收集器主要以到达一定的吞吐量为目标，适用于科学技术和后台处理等。
      典型配置 ：
      • java -Xmx3800m -Xms3800m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20
        -XX:+UseParallelGC ：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，而年老代仍旧使用串行收集。
        -XX:ParallelGCThreads=20 ：配置并行收集器的线程数，即：同时多少个线程一起进行垃圾回收。此值最好配置与处理器数目相等。
        
      • java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseParallelOldGC
        -XX:+UseParallelOldGC ：配置年老代垃圾收集方式为并行收集。JDK6.0支持对年老代并行收集。
        
      • java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMillis=100
        -XX:MaxGCPauseMillis=100 : 设置每次年轻代垃圾回收的最长时间，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。
        
      • java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMillis=100 -XX:+UseAdaptiveSizePolicy
        -XX:+UseAdaptiveSizePolicy ：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。
   2. 响应时间优先 的并发收集器
      如上文所述，并发收集器主要是保证系统的响应时间，减少垃圾收集时的停顿时间。适用于应用服务器、电信领域等。
      典型配置 ：
      • java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC
        -XX:+UseConcMarkSweepGC ：设置年老代为并发收集。测试中配置这个以后，-XX:NewRatio=4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。
        -XX:+UseParNewGC :设置年轻代为并行收集。可与CMS收集同时使用。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。
      • java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection
        -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction ：由于并发收集器不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。此值设置运行多少次GC以后对内存空间进行压缩、整理。
        -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection ：打开对年老代的压缩。可能会影响性能，但是可以消除碎片
3. 辅助信息
   JVM提供了大量命令行参数，打印信息，供调试使用。主要有以下一些：
   • -XX:+PrintGC
     输出形式：[GC 118250K->113543K(130112K), 0.0094143 secs]

                     [Full GC 121376K->10414K(130112K), 0.0650971 secs]

   • -XX:+PrintGCDetails
     输出形式：[GC [DefNew: 8614K->781K(9088K), 0.0123035 secs] 118250K->113543K(130112K), 0.0124633 secs]

                     [GC [DefNew: 8614K->8614K(9088K), 0.0000665 secs][Tenured: 112761K->10414K(121024K), 0.0433488 secs] 121376K->10414K(130112K), 0.0436268 secs]

   • -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGC：PrintGCTimeStamps可与上面两个混合使用
     输出形式：11.851: [GC 98328K->93620K(130112K), 0.0082960 secs]
     
   • -XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime: 打印每次垃圾回收前，程序未中断的执行时间。可与上面混合使用
     输出形式：Application time: 0.5291524 seconds
     
   • -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime ：打印垃圾回收期间程序暂停的时间。可与上面混合使用
     输出形式：Total time for which application threads were stopped: 0.0468229 seconds
     
   • -XX:PrintHeapAtGC :打印GC前后的详细堆栈信息
     输出形式：
     34.702: [GC {Heap before gc invocations=7:
     def new generation   total 55296K, used 52568K [0x1ebd0000, 0x227d0000, 0x227d0000)
     eden space 49152K, 99% used [0x1ebd0000, 0x21bce430, 0x21bd0000)
     from space 6144K, 55% used [0x221d0000, 0x22527e10, 0x227d0000)
     to   space 6144K,   0% used [0x21bd0000, 0x21bd0000, 0x221d0000)
     tenured generation   total 69632K, used 2696K [0x227d0000, 0x26bd0000, 0x26bd0000)
     the space 69632K,   3% used [0x227d0000, 0x22a720f8, 0x22a72200, 0x26bd0000)
     compacting perm gen total 8192K, used 2898K [0x26bd0000, 0x273d0000, 0x2abd0000)
        the space 8192K, 35% used [0x26bd0000, 0x26ea4ba8, 0x26ea4c00, 0x273d0000)
         ro space 8192K, 66% used [0x2abd0000, 0x2b12bcc0, 0x2b12be00, 0x2b3d0000)
         rw space 12288K, 46% used [0x2b3d0000, 0x2b972060, 0x2b972200, 0x2bfd0000)
     34.735: [DefNew: 52568K->3433K(55296K), 0.0072126 secs] 55264K->6615K(124928K)Heap after gc invocations=8:
     def new generation   total 55296K, used 3433K [0x1ebd0000, 0x227d0000, 0x227d0000)
     eden space 49152K,   0% used [0x1ebd0000, 0x1ebd0000, 0x21bd0000)
     from space 6144K, 55% used [0x21bd0000, 0x21f2a5e8, 0x221d0000)
     to   space 6144K,   0% used [0x221d0000, 0x221d0000, 0x227d0000)
     tenured generation   total 69632K, used 3182K [0x227d0000, 0x26bd0000, 0x26bd0000)
     the space 69632K,   4% used [0x227d0000, 0x22aeb958, 0x22aeba00, 0x26bd0000)
     compacting perm gen total 8192K, used 2898K [0x26bd0000, 0x273d0000, 0x2abd0000)
        the space 8192K, 35% used [0x26bd0000, 0x26ea4ba8, 0x26ea4c00, 0x273d0000)
         ro space 8192K, 66% used [0x2abd0000, 0x2b12bcc0, 0x2b12be00, 0x2b3d0000)
         rw space 12288K, 46% used [0x2b3d0000, 0x2b972060, 0x2b972200, 0x2bfd0000)
     }
     , 0.0757599 secs]
   • -Xloggc:filename :与上面几个配合使用，把相关日志信息记录到文件以便分析。
4. 常见配置汇总
   1. 堆设置
      • -Xms :初始堆大小
      • -Xmx :最大堆大小
      • -XX:NewSize=n :设置年轻代大小
      • -XX:NewRatio=n: 设置年轻代和年老代的比值。如:为3，表示年轻代与年老代比值为1：3，年轻代占整个年轻代年老代和的1/4
      • -XX:SurvivorRatio=n :年轻代中Eden区与两个Survivor区的比值。注意Survivor区有两个。如：3，表示Eden：Survivor=3：2，一个Survivor区占整个年轻代的1/5
      • -XX:MaxPermSize=n :设置持久代大小
   2. 收集器设置
      • -XX:+UseSerialGC :设置串行收集器
      • -XX:+UseParallelGC :设置并行收集器
      • -XX:+UseParalledlOldGC :设置并行年老代收集器
      • -XX:+UseConcMarkSweepGC :设置并发收集器
   3. 垃圾回收统计信息
      • -XX:+PrintGC
      • -XX:+PrintGCDetails
      • -XX:+PrintGCTimeStamps
      • -Xloggc:filename
   4. 并行收集器设置
      • -XX:ParallelGCThreads=n :设置并行收集器收集时使用的CPU数。并行收集线程数。
      • -XX:MaxGCPauseMillis=n :设置并行收集最大暂停时间
      • -XX:GCTimeRatio=n :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)
   5. 并发收集器设置
      • -XX:+CMSIncrementalMode :设置为增量模式。适用于单CPU情况。
      • -XX:ParallelGCThreads=n :设置并发收集器年轻代收集方式为并行收集时，使用的CPU数。并行收集线程数。

四、调优总结

1. 年轻代大小选择
   • 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。
   • 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，垃圾收集可以并行进行，一般适合8CPU以上的应用。
2. 年老代大小选择
   • 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，一般需要参考以下数据获得：
     • 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比例
     减少年轻代和年老代花费的时间，一般会提高应用的效率
   • 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。
3. 较小堆引起的碎片问题
   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：
   • -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection ：使用并发收集器时，开启对年老代的压缩。
   • -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0 ：上面配置开启的情况下，这里设置多少次Full GC后，对年老代进行压缩

  
jvm参数配置

a: -Xmx<n>                       

指定 jvm 的最大 heap 大小 , 如 :-Xmx=2g

b: -Xms<n>                       

指定 jvm 的最小 heap 大小 , 如 :-Xms=2g ， 高并发应用， 建议和-Xmx一样， 防止因为内存收缩／突然增大带来的性能影响。

c: -Xmn<n>                       

指定 jvm 中 New Generation 的大小 , 如 :-Xmn256m。 这个参数很影响性能， 如果你的程序需要比较多的临时内存， 建议设置到512M， 如果用的少， 尽量降低这个数值， 一般来说128／256足以使用了。

d: -XX:PermSize=<n>

指定 jvm 中 Perm Generation 的最小值 , 如 :-XX:PermSize=32m。 这个参数需要看你的实际情况，。 可以通过jmap 命令看看到底需要多少。

e: -XX:MaxPermSize=<n>           

指定 Perm Generation 的最大值 , 如 :-XX:MaxPermSize=64m

f: -Xss<n>                       

指定线程桟大小 , 如 :-Xss128k， 一般来说，webx框架下的应用需要256K。 如果你的程序有大规模的递归行为， 请考虑设置到512K／1M。 这个需要全面的测试才能知道。 不过， 256K已经很大了。 这个参数对性能的影响比较大的。

g: -XX:NewRatio=<n>

指定 jvm 中 Old Generation heap size 与 New Generation 的比例 , 在使用 CMS GC 的情况下此参数失效 , 如 :-XX:NewRatio=2

h: -XX:SurvivorRatio=<n>

指定 New Generation 中 Eden Space 与一个 Survivor Space 的 heap size 比例 ,-XX:SurvivorRatio=8, 那么在总共 New Generation 为 10m 的情况下 ,Eden Space 为 8m

i: -XX:MinHeapFreeRatio=<n>

指定 jvm heap 在使用率小于 n 的情况下 ,heap 进行收缩 ,Xmx==Xms 的情况下无效 , 如 :-XX:MinHeapFreeRatio=30

j: -XX:MaxHeapFreeRatio=<n>

指定 jvm heap 在使用率大于 n 的情况下 ,heap 进行扩张 ,Xmx==Xms 的情况下无效 , 如 :-XX:MaxHeapFreeRatio=70

k: -XX:LargePageSizeInBytes=<n>

指定 Java heap 的分页页面大小 , 如 :-XX:LargePageSizeInBytes=128m

2: garbage collector

a: -XX:+UseParallelGC

指定在 New Generation 使用 parallel collector, 并行收集 , 暂停 app threads, 同时启动多个垃圾回收 thread, 不能和 CMS gc 一起使用 . 系统吨吐量优先 , 但是会有较长长时间的 app pause, 后台系统任务可以使用此 gc

b: -XX:ParallelGCThreads=<n>

指定 parallel collection 时启动的 thread 个数 , 默认是物理 processor 的个数 ,

c: -XX:+UseParallelOldGC

指定在 Old Generation 使用 parallel collector

d: -XX:+UseParNewGC

指定在 New Generation 使用 parallel collector, 是 UseParallelGC 的 gc 的升级版本 , 有更好的性能或者优点 , 可以和 CMS gc 一起使用

e: -XX:+CMSParallelRemarkEnabled

在使用 UseParNewGC 的情况下 , 尽量减少 mark 的时间

f: -XX:+UseConcMarkSweepGC

指定在 Old Generation 使用 concurrent cmark sweep gc,gc thread 和 app thread 并行 ( 在 init-mark 和 remark 时 pause app thread). app pause 时间较短 , 适合交互性强的系统 , 如 web server

g: -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection

在使用 concurrent gc 的情况下 , 防止 memory fragmention, 对 live object 进行整理 , 使 memory 碎片减少

h: -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=<n>

指示在 old generation 在使用了 n% 的比例后 , 启动 concurrent collector, 默认值是 68, 如 :-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70

有个 bug, 在低版本(1.5.09 and early)的 jvm 上出现 , http://bugs.sun.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=6486089

i: -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly

指示只有在 old generation 在使用了初始化的比例后 concurrent collector 启动收集

3:others

a: -XX:MaxTenuringThreshold=<n>

指定一个 object 在经历了 n 次 young gc 后转移到 old generation 区 , 在 linux64 的 java6 下默认值是 15, 此参数对于 throughput collector 无效 , 如 :-XX:MaxTenuringThreshold=31

b: -XX:+DisableExplicitGC

禁止 java 程序中的 full gc, 如 System.gc() 的调用. 最好加上么， 防止程序在代码里误用了。对性能造成冲击。

c: -XX:+UseFastAccessorMethods

get,set 方法转成本地代码

d: -XX:+PrintGCDetails

打应垃圾收集的情况如 :

[GC 15610.466: [ParNew: 229689K->20221K(235968K), 0.0194460 secs] 1159829K->953935K(2070976K), 0.0196420 secs]

e: -XX:+PrintGCTimeStamps

打应垃圾收集的时间情况 , 如 :

[Times: user=0.09 sys=0.00, real=0.02 secs]

f: -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime

打应垃圾收集时 , 系统的停顿时间 , 如 :

Total time for which application threads were stopped: 0.0225920 seconds

4: a web server product sample and process

JAVA_OPTS=" -server -Xmx2g -Xms2g -Xmn256m -XX:PermSize=128m -Xss256k -XX:+DisableExplicitGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:LargePageSizeInBytes=128m -XX:+UseFastAccessorMethods -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 "

最初的时候我们用 UseParallelGC 和 UseParallelOldGC,heap 开了 3G,NewRatio 设成 1. 这样的配置下 young gc 发生频率约 12,3 妙一次 , 平均每次花费 80ms 左右 ,full gc 发生的频率极低 , 每次消耗 1s 左右 . 从所有 gc 消耗系统时间看 , 系统使用率还是满高的 , 但是不论是 young gc 还是 old gc,applicaton thread pause 的时间比较长 , 不合适 web 应用 . 我们也调小 New Generation 的 , 但是这样会使 full gc 时间加长 .

后来我们就用 CMS gc(-XX:+UseConcMarkSweepGC), 当时的总 heap 还是 3g, 新生代 1.5g 后 , 观察不是很理想 , 改为 jvm heap 为 2g 新生代设置 -Xmn1g, 在这样的情况下 young gc 发生的频率变成 ,7,8 妙一次 , 平均每次时间 40~50 毫秒左右 ,CMS gc 很少发生 , 每次时间在 init-mark 和 remark(two steps stop all app thread) 总共平均花费 80~90ms 左右 .

在这里我们曾经 New Generation 调大到 1400m, 总共 2g 的 jvm heap, 平均每次 ygc 花费时间 60~70ms 左右 ,CMS gc 的 init-mark 和 remark 之和平均在 50ms 左右 , 这里我们意识到错误的方向 , 或者说 CMS 的作用 , 所以进行了修改

最后我们调小 New Generation 为 256m,young gc 2,3 秒发生一次 , 平均停顿时间在 25 毫秒左右 ,CMS gc 的 init-mark 和 remark 之和平均在 50ms 左右 , 这样使系统比较平滑 , 经压力测试 , 这个配置下系统性能是比较高的

在使用 CMS gc 的时候他有两种触发 gc 的方式 :gc 估算触发和 heap 占用触发 . 我们的 1.5.0.09 环境下有次 old 区 heap 占用再 30% 左右 , 她就频繁 gc, 个人感觉系统估算触发这种方式不靠谱 , 还是用 heap 使用比率触发比较稳妥 .

这些数据都来自 64 位测试机 , 过程中的数据都是我在 jboss log 找的 , 当时没有记下来 , 可能存在一点点偏差 , 但不会很大 , 基本过程就是这样 .

5: 总结

web server 作为交互性要求较高的应用 , 我们应该使用 Parallel+CMS,UseParNewGC 这个在 jdk6 -server 上是默认的 ,new generation gc, 新生代不能太大 , 这样每次 pause 会短一些 .CMS mark-sweep generation 可以大一些 , 可以根据 pause time 实际情况控制