23、JVM实战 – 性能监控与调优(四) — JVM运行时参数-小郑聊编程

1. JVM参数选项类型

1.1 类型一：标准参数选项

1.1.1 特点：

比较稳定，后续版本基本不会变化
以 -开头

1.1.2 各种选项：

直接在DOS窗口中运行java或者java -help可以看到所有的标准选项

-d32          使用 32 位数据模型 (如果可用)
-d64          使用 64 位数据模型 (如果可用)
-server       选择 "server" VM
               默认 VM 是 server.

-cp <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径>
-classpath <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径>
               用 ; 分隔的目录, JAR 档案
               和 ZIP 档案列表, 用于搜索类文件。
-D<名称>=<值>
               设置系统属性
-verbose:[class|gc|jni]
               启用详细输出
-version      输出产品版本并退出
-version:<值>
               警告: 此功能已过时, 将在
               未来发行版中删除。
               需要指定的版本才能运行
-showversion  输出产品版本并继续
-jre-restrict-search | -no-jre-restrict-search
               警告: 此功能已过时, 将在
               未来发行版中删除。
               在版本搜索中包括/排除用户专用 JRE
-? -help      输出此帮助消息
-X            输出非标准选项的帮助
-ea[:<packagename>...|:<classname>]
-enableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
               按指定的粒度启用断言
-da[:<packagename>...|:<classname>]
-disableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
               禁用具有指定粒度的断言
-esa | -enablesystemassertions
               启用系统断言
-dsa | -disablesystemassertions
               禁用系统断言
-agentlib:<libname>[=<选项>]
               加载本机代理库 <libname>, 例如 -agentlib:hprof
               另请参阅 -agentlib:jdwp=help 和 -agentlib:hprof=help
-agentpath:<pathname>[=<选项>]
               按完整路径名加载本机代理库
-javaagent:<jarpath>[=<选项>]
               加载 Java 编程语言代理, 请参阅 java.lang.instrument
-splash:<imagepath>
               使用指定的图像显示启动屏幕

1.1.3 补充内容：-server与-client

1.2 类型二： -X参数选项

1.2.1 特点：

非标准化参数
功能还是比较稳定的。但官方说后续版本可能会变更
以-X开头

1.2.2 各种选项：

直接在DOS窗口中运行java -X命令可以看到所有的X选项

-Xmixed        混合模式执行 (默认)
-Xint             仅解释模式执行
-Xcomp        仅采用即时编译器模式
-Xbootclasspath:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件>
                   设置搜索路径以引导类和资源
-Xbootclasspath/a:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件>
                   附加在引导类路径末尾
-Xbootclasspath/p:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件>
                   置于引导类路径之前
-Xdiag            显示附加诊断消息
-Xnoclassgc       禁用类垃圾收集
-Xincgc           启用增量垃圾收集
-Xloggc:<file>    将 GC 状态记录在文件中 (带时间戳)
-Xbatch           禁用后台编译
-Xms<size>        设置初始 Java 堆大小
-Xmx<size>        设置最大 Java 堆大小
-Xss<size>        设置 Java 线程堆栈大小
-Xprof            输出 cpu 配置文件数据
-Xfuture          启用最严格的检查, 预期将来的默认值
-Xrs              减少 Java/VM 对操作系统信号的使用 (请参阅文档)
-Xcheck:jni       对 JNI 函数执行其他检查
-Xshare:off       不尝试使用共享类数据
-Xshare:auto      在可能的情况下使用共享类数据 (默认)
-Xshare:on        要求使用共享类数据, 否则将失败。
-XshowSettings    显示所有设置并继续
-XshowSettings:all
                   显示所有设置并继续
-XshowSettings:vm 显示所有与 vm 相关的设置并继续
-XshowSettings:properties
                   显示所有属性设置并继续
-XshowSettings:locale
                   显示所有与区域设置相关的设置并继续

-X 选项是非标准选项，如有更改，恕不另行通知

1.2.3 JVM的JIT编译模式相关的选项

-Xint：只使用解释器：所有字节码都被解释执行，这个模式的速度是很慢的
-Xcomp：只使用编译器：所有字节码第一次使用就被编译成本地代码，然后在执行
-Xmixed：混合模式：这是默认模式，刚开始的时候使用解释器慢慢解释执行，后来让JIT即时编译器根据程序运行的情况，有选择地将某些热点代码提前编译并缓存在本地，在执行的时候效率就非常高了

1.2.4 特别地：-Xmx -Xms -Xss属于XX参数？

-Xms 设置初始Java堆大小，等价于-XX:InitialHeapSize
-Xmx 设置最大Java堆大小，等价于-XX:MaxHeapSize
-Xss 设置Java线程堆栈大小，等价于-XX:ThreadStackSize

1.3 类型三：-XX参数选项

1.3.1 特点

非标准化参数
使用的最多的参数类型
这类选项属于实验性，不稳定
以-XX开头
用于开发和调试JVM

1.3.2 分类：

Boolean类型格式
-XX:+<option> 表示启用option属性
-XX:-<option> 表示禁用option属性

非Boolean类型格式（key-value类型）
子类型1：数值型格式-XX:<option>=<number>
子类型2：非数值型格式-XX:<name>=<string>

1.3.3 特别地：-XX:+PrintFlagsFinal

输出所有参数的名称和默认值
默认不包括Diagnostic和Experimental的参数
可以配合-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions和-XX:UnlockExperimentalVMOptions使用

2. 添加JVM参数选项

3. 常用的JVM参数选项

3.1 打印设置的XX选项及值

-XX:+PrintCommandLineFlags：可以让程序运行前打印出用户手动设置或者JVM自动设置的XX选项
-XX:+PrintFlagsInitial：表示打印出所有XX选项的默认值
-XX:+PrintFlagsFinal：表示打印出XX选项在运行程序时生效的值。如果值的前面加上了:=，说明该值不是初始值，该值可能被jvm自动改变了，也可能被我们设置的参数改变了，如下所示：
-XX:+PrintVMOptions：打印JVM的参数

3.2 堆、栈、方法区等内存大小设置

3.2.1 栈

-Xss128k：等价于-XX:ThreadStackSize=128k，设置每个线程的栈大小为128k

3.2.2 堆内存

-Xms3550m：等价于-XX:InitialHeapSize，设置JVM初始堆内存为3550M
-Xmx3550m：等价于-XX:MaxHeapSize，设置JVM最大堆内存为3550M
-Xmn2g：设置年轻代大小为2G，即等价于-XX:NewSize=2g 和-XX:MaxNewSize=2g，也就是设置年轻代初始值和年轻代最大值都是2G。官方推荐配置为整个堆大小的3/8
-XX:NewSize=1024m：设置年轻代初始值为1024M
-XX:MaxNewSize=1024m：设置年轻代最大值为1024M
-XX:SurvivorRatio=8：设置年轻代中Eden区与一个Survivor区的比值，默认为8。只有显示使用Eden区和Survivor区的比例，才会让比例生效，否则比例都会自动设置，至于其中的原因，请看下面的-XX:+UseAdaptiveSizePolicy中的解释，最后推荐使用默认打开的-XX:+UseAdaptiveSizePolicy：设置，并且不显示设置-XX:SurvivorRatio
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy：自动选择各区大小比例，默认开启
分析：默认开启，将会导致Eden区和Survivor区的比例自动分配，因此也会引起我们默认值-XX:SurvivorRatio=8失效，所以真实比例可能不是8，比如可能是6等
如何设置Eden区和Survivor区的比例：-XX:SurvivorRatio=8显示使用Eden区和Survivor区的比例，同时关闭-XX:+UseAdaptiveSizePolicy
结论：只有显示使用Eden区和Survivor区的比例，同时关闭默认设置，才会让比例生效，否则比例都会自动设置。最后推荐使用默认打开的-XX:+UseAdaptiveSizePolicy设置，并且不显示设置-XX:SurvivorRatio
-XX:NewRatio=2：设置老年代与年轻代（包括1个Eden区和2个Survivor区）的比值，默认为2。根据实际情况进行设置，主要根据对象生命周期来进行分配，如果对象生命周期很长，那么让老年代大一点，否则让新生代大一点
-XX:PretenureSizeThreadshold=1024：设置让大于此阈值的对象直接分配在老年代，单位为字节。只对Serial、ParNew收集器有效
-XX:MaxTenuringThreshold=15：默认值为15。新生代每次MinorGC后，还存活的对象年龄+1，当对象的年龄大于设置的这个值时就进入老年代。使用比较少，一般用默认值
-XX:+PrintTenuringDistribution：让JVM在每次MinorGC后打印出当前使用的Survivor中对象的年龄分布
-XX:TargetSurvivorRatio：表示MinorGC结束后Survivor区域中占用空间的期望比例

3.2.3 方法区

永久代：
-XX:PermSize=256m：设置永久代初始值为256M
-XX:MaxPermSize=256m：设置永久代最大值为256M
元空间：
-XX:MetaspaceSize：初始空间大小
-XX:MaxMetaspaceSize：最大空间，默认没有限制
-XX:+UseCompressedOops：使用压缩对象指针
-XX:+UseCompressedClassPointers：使用压缩类指针
-XX:CompressedClassSpaceSize：设置Klass Metaspace的大小，默认1G

3.2.4 直接内存

-XX:MaxDirectMemorySize：指定DirectMemory容量，若未指定，则默认与Java堆最大值一样

3.3 OutOfMemory相关的选项

-XX:+HeapDumpOnOutMemoryError：表示在内存出现OOM的时候，生成Heap转储文件，以便后续分析，-XX:+HeapDumpBeforeFullGC和-XX:+HeapDumpOnOutMemoryError只能设置1个
-XX:+HeapDumpBeforeFullGC：表示在出现FullGC之前，生成Heap转储文件，以便后续分析，-XX:+HeapDumpBeforeFullGC和-XX:+HeapDumpOnOutMemoryError只能设置1个，请注意FullGC可能出现多次，那么dump文件也会生成多个
-XX:HeapDumpPath=<path>：指定heap转存文件的存储路径，如果不指定，就会将dump文件放在当前目录中
-XX:OnOutOfMemoryError：指定一个可行性程序或者脚本的路径，当发生OOM的时候，去执行这个脚本

3.4 垃圾回收期相关选项

3.4.1 查看默认垃圾回收器

3.4.2 Serial回收器

3.4.3 ParNew回收器

3.4.4 Parallel回收器

注意：
Parallel回收器主打吞吐量，而CMS和G1主打低延迟，如果主打吞吐量，那么就不应该限制最大停顿时间，所以-XX:MaxGCPauseMills不应该设置
-XX:MaxGCPauseMills中的调整堆大小通过默认开启的
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy来实现
-XX:GCTimeRatio用来衡量吞吐量，并且和-XX:MaxGCPauseMills矛盾，因此不会同时使用

3.4.5 CMS回收器

3.4.6 G1回收器

3.4.7 怎样选择垃圾回收器

3.5 GC日志相关选项

-verbose:gc：输出日志信息，默认输出的标准输出。可以独立使用
-XX:+PrintGC：等同于-verbose:gc表示打开简化的日志。可以独立使用
-XX:+PrintGCDetails：在发生垃圾回收时打印内存回收详细的日志，并在进程退出时输出当前内存各区域的分配情况。可以独立使用
-XX:+PrintGCTimeStamps：程序启动到GC发生的时间秒数。不可以独立使用，需要配合-XX:+PrintGCDetails使用
-XX:+PrintGCDateStamps：输出GC发生时的时间戳（以日期的形式，例如：2013-05-04T21:53:59.234+0800）。不可以独立使用，可以配合-XX:+PrintGCDetails使用
-XX:+PrintHeapAtGC：每一次GC前和GC后，都打印堆信息。可以独立使用
-Xloggc:<file>：把GC日志写入到一个文件中去，而不是打印到标准输出中

3.6 其他参数

-XX:+DisableExplicitGC：禁用hotspot执行System.gc()，默认禁用
-XX:ReservedCodeCacheSize=<n>[g|m|k]、-XX:InitialCodeCacheSize=<n>[g|m|k]：指定代码缓存的大小
-XX:+UseCodeCacheFlushing：使用该参数让jvm放弃一些被编译的代码，避免代码缓存被占满时JVM切换到interpreted-only的情况
-XX:+DoEscapeAnalysis：开启逃逸分析
-XX:+UseBiasedLocking：开启偏向锁
-XX:+UseLargePages：开启使用大页面
-XX:+PrintTLAB：打印TLAB的使用情况
-XX:TLABSize：设置TLAB大小

4. 通过java代码获取JVM参数

/**
 *
 * 监控我们的应用服务器的堆内存使用情况，设置一些阈值进行报警等处理
 *

 * @create 15:23
 */
public class MemoryMonitor {

    public static void main(String[] args) {

        MemoryMXBean memorymbean = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
        MemoryUsage usage = memorymbean.getHeapMemoryUsage();
        System.out.println("INIT HEAP: " + usage.getInit() / 1024 / 1024 + "m");
        System.out.println("MAX HEAP: " + usage.getMax() / 1024 / 1024 + "m");
        System.out.println("USE HEAP: " + usage.getUsed() / 1024 / 1024 + "m");
        System.out.println("\nFull Information:");
        System.out.println("Heap Memory Usage: " + memorymbean.getHeapMemoryUsage());
        System.out.println("Non-Heap Memory Usage: " + memorymbean.getNonHeapMemoryUsage());

        System.out.println("=======================通过java来获取相关系统状态============================ ");
        System.out.println("当前堆内存大小totalMemory " + (int) Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024 + "m");// 当前堆内存大小
        System.out.println("空闲堆内存大小freeMemory " + (int) Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024 + "m");// 空闲堆内存大小
        System.out.println("最大可用总堆内存maxMemory " + Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024 + "m");// 最大可用总堆内存大小

    }
}

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