JVM调优-配置参数

什么时候需要调优

非计算密集型任务cpu占用过高
老年代已使用空间大于70%
Full GC频繁
单次GC时间大于1秒
出现OOM
程序的响应速度明显变慢

示例情况

非计算密集型任务cpu占用过高：有用户线程cpu过高、gc线程cpu过高。用户线程cpu过高一般是出现了死循环，需要查看线程堆栈、结合arthas的watch命令等找出问题根源。gc线程过高一般是Full GC频繁，Full GC频繁一般是因为老年代或方法区（元空间）内存不足。需要对gc日志分析、对堆转储文件分析，确定是哪些对象实例占用了过多内存、反射的类是否过多、被多个类加载器加载的类是否过多等，决定是增加内存大小还是对源码进行处理等。
老年代已使用空间大于70%：有可能发生了内存泄漏、有可能是设置的堆大小无法满足正常业务的需求。需要对堆转储文件分析，确定是哪些对象实例占用了过多内存，并检查是否发生了内存泄漏。对堆大小无法满足正常业务的需求，应调大堆大小，通过-Xms和-Xmx来设置。
Full GC频繁：Full GC频繁一般是因为老年代或方法区（元空间）内存不足。需要对gc日志分析、对堆转储文件分析，确定是哪些对象实例占用了过多内存、反射的类是否过多、被多个类加载器加载的类是否过多等，决定是增加内存大小还是对源码进行处理等。
单次GC时间大于1秒：

1、老年代内存过大。老年代中累积了大量对象时才触发full gc，这次gc的任务很重，耗费的时间很长。通过测试，选择一个合适的老年代大小。
2、年轻代过小。年轻代过小，当年轻代空间不足时对象就会分配到老年代，而这些对象可能是“短命”的，但会停留在老年代很久。当full gc时，gc的任务会很重。因此，可以增大年轻代的大小。通过增大-XX:MaxTenuringThreshold=n来设置对象的晋升到老年代的年龄门槛，减缓对象进入老年代。
3、创建对象的速度过快。对创建对象过快的代码进行优化，防止短时间内大量创建对象，以致年轻代空间不足而提前进入老年代。
4、gc线程数过少。gc线程数过少，无法充分利用多核cpu的并行处理。gc日志中 user、sys、real时间需要关注。若real时间与 (user时间/gc线程数+sys)相差不远，则gc线程数合适。
5、进程被swap出内存。当物理内存不足时，系统会将一些内存存于磁盘的swap区，而swap区的访问速度慢很多。检查进程是否被放到swap区了，若是，应该增大物理内存，减少其他进程对内存的占用。
6、合适的垃圾收集器。若非jvm专家，建议使用G1。通过-XX:MaxGCPauseMillis来设置最大停顿时间。
出现OOM：老年代或方法区（元空间）内存不足即是堆内存异常、栈内存异常。开启-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=。利用mat（memory analizer tool）对堆转储文件进行分析，确定是哪些对象实例占用了过多内存、反射的类是否过多、被多个类加载器加载的类是否过多等，决定是增加内存大小还是对源码进行处理等。
程序的响应速度明显变慢：检查是否存在上面的四种情况或可能出现了死锁。

JVM参数调优

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位操作系统对内存无限制。

示例如下：

    1. java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k。

-Xmx3550m：设置JVM最大可用内存为3550M。
-Xms3550m：设置JVM最小内存为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JVM内存大小=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。
```
 2. 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，这样可以增加对象在年轻代的存活时间，增加在年轻代即被回收的概率。

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。

CMS与G1的选择
服务器资源充足：选择G1

服务器资源不充足：选择CMS
吞吐量优先的并行收集器
并行收集器主要以到达一定的吞吐量为目标。

典型配置：

 1.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。

  2.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。

  3.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。

 4.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。

响应时间优先的并发收集器
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：

1.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。

2.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

参数调优总结

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。

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：减少年轻代和年老代花费的时间，一般会提高应用的效率

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
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。
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
-XX:MaxHeapFreeRatio=30

此文章作为JVM调优笔记，来源素材如下：

https://blog.csdn.net/feiying0canglang/article/details/124943670
https://blog.csdn.net/qq_39989608/article/details/122838542
配置参数：https://blog.csdn.net/baidu_28068985/article/details/126468686