JVM参数配置详解

「爱情、让人受尽委屈。」 2023-07-19 04:51 66阅读 0赞

### GC Root ###

为了解决引用计数法的循环引用问题，java使用了可达性分析方法

所谓的"GC Root"或者说tracing GC的根集合，就是一组必须活跃的引用。  
基本思路就是通过一系列名为"GC Root"的对象作为起始点，从这个被称为GC Root的对象开始详细搜索，如果一个对象到GC Root没有任何的引用链时，则说明此对象不可用。也**即给定一个集合引用作为根出发，通过引用关系遍历对象图，能够被遍历到的（可到达的）对象就被判定为存活；没有遍历到 的 自然就判定死亡**。

注意：即使可达性算法中不可达的对象，也不是一定要马上被回收，还有可能被抢救一下。网上例子很多，基本上和深入理解JVM一书讲的一样对象的生存还是死亡
    要真正宣告对象死亡需经过两个过程。
    1.可达性分析后没有发现引用链
    2.查看对象是否有finalize方法，如果有重写且在方法内完成自救[比如再建立引用]，还是可以抢救一下，注意这边一个类的finalize只执行一次，这就会出现一样的代码第一次自救成功第二次失败的情况。[如果类重写finalize且还没调用过，会将这个对象放到一个叫做F-Queue的序列里，这边finalize不承诺一定会执行，这么做是因为如果里面死循环的话可能会时F-Queue队列处于等待，严重会导致内存崩溃，这是我们不希望看到的。

**可以作为GC Root的对象**

> 1.  虚拟机栈（栈帧中的局部变量区，也叫局部变量表）中引用的对象。
> 2.  方法区中类静态属性引用的对象。
> 3.  方法区中常量引用的对象
> 4.  本地方法栈中JNI（Native方法）引用的对象

### JVM参数类型 ###

JVM参数分为3种类型，分别是：标配参数，x参数 ，**xx参数**。

**标配参数**  
标配参数就是JVM自带的参数，如：

> \-version  
> \-help  
> java -showversion

**X参数**

> \-Xint :解释执行  
> \-Xcomp:第一次使用就编译成本地代码  
> \-Xmixed:混合模式

#### XX参数（重点） ####

xx参数又分为Boolean类型，KV设值类型。

##### Boolean类型 #####

公式: -XX:+或者-某个属性值（+表示开启，-表示关闭）  
例如：我们要查看一个java进程是否开启打印GC细节，如下代码查下面代码运行的是否开启了打印GC

public class HelloGc { 
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
            System.out.println("-----hello gc-----");
            Thread.sleep(MAX_VALUE);
        }
    }

1.  我们先使用java的jps命令查看java正在运行的进程
    
        C:\Users\18133\IdeaProjects\javastudy>jps -l
        10024
        10296
        11384 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher
        11720 com.fangyajun.javastudy.HelloGc
        14604 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer
        16444 sun.tools.jps.Jps
2.  在使用java的jinfo命令打印该进程的是否开启了PrintGCDetails
    
        C:\Users\18133\IdeaProjects\javastudy>jinfo -flag PrintGCDetails 11720
        -XX:-PrintGCDetails
    
    从结果可以看出，-XX:-PrintGCDetails表示没有开启打印GC细节
    
        -XX:-PrintGCDetails  表示没有开启打印GC细节
        -XX:+PrintGCDetails  表示开启打印GC细节
    
    现在我们启动时把PrintGCDetails打开  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2Z5ajEzOTI1NDc1OTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
    在看看结果：
    
        C:\Users\18133\IdeaProjects\javastudy>jinfo -flag PrintGCDetails 12832
        -XX:+PrintGCDetails
    
    从结果可以看出`-XX:+PrintGCDetails`表示打印GC信息开启。

##### KV设值类型 #####

公式：-XX:属性key=属性值value  
如：-XX:MetaspaceSize=128m  
先查看没有设置前MetaspaceSize默认大小

C:\Users\18133\IdeaProjects\javastudy>jps -l
    17904 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher
    17252 com.fangyajun.javastudy.HelloGc
    3860 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer
    14168
    10956 sun.tools.jps.Jps
    
    C:\Users\18133\IdeaProjects\javastudy>jinfo -flag MetaspaceSize 17252
    -XX:MetaspaceSize=21807104

从结果可以看出，默认大小是`-XX:MetaspaceSize=21807104`

设置后：  
![在这里插入图片描述][20200330120126648.png]

C:\Users\18133\IdeaProjects\javastudy>jinfo -flag MetaspaceSize 1260
    -XX:MetaspaceSize=1073741824

从结果可以看出已经修改成功`-XX:MetaspaceSize=1073741824`

**查看一个java进程的JVM参数：**  
先使用`jps -l` 命令查看进程号，然后使用`jinfo -flags 进程号` 命令进程查看，如下：

C:\Users\18133\IdeaProjects\javastudy>jinfo -flags 1260
    Attaching to process ID 1260, please wait...
    Debugger attached successfully.
    Server compiler detected.
    JVM version is 25.91-b15
    Non-default VM flags: -XX:CICompilerCount=4 -XX:InitialHeapSize=266338304 -XX:MaxHeapSize=4261412864 -XX:MaxNewSize=1420296192 -XX:MetaspaceSize=1073741824 -XX:MinHeapDeltaBytes=52
    4288 -XX:NewSize=88604672 -XX:OldSize=177733632 -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:+UseFastUnorderedTimeStamps -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+U
    seParallelGC
    Command line:  -XX:MetaspaceSize=1024m -javaagent:C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2018.1.5\lib\idea_rt.jar=56432:C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2018.1.5\bin -Dfi
    le.encoding=UTF-8

**KV设值类型注意点：**  
两个经典参数：-Xms 和 -Xmx ，如-Xms1024m ,-Xmx1024m这个2个 参数属于哪种类型的参？  
\-Xms 等价于 -XX:InitialHeapSize 初始化堆内存  
\-Xmx 等价于 -XX:MaxHeapSize  
以上2个参数也是-XX参数的KV类型，只不过常用，就可以这些写了

### 查看JVM参数初始化默认值 ###

第一种：查看参数，盘点家底

> jps -l  
> jinfo -flag 具体参数值 java进程编号  
> jinfo -flags java进程编号

第二种，查看参数，盘点家底

1.  **-XX:PrintFlagsInitial** 主要查看初始默认值  
    公式：`java -XX:+PrintFlagsInitial -version`或`java -XX:+PrintFlagsInitial`  
    如下：这个命令会打印出 所有的JVM初始化参数  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2Z5ajEzOTI1NDc1OTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]
2.  **-XX:PrintFlagsFinal** 主要查看修改更新  
    公式：`java -XX:+PrintFlagsFinal -version`或`java -XX:+PrintFlagsFinal`  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2Z5ajEzOTI1NDc1OTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
    **注意**：  
    `=`号表示没修改过的参数  
    `:=` 这样 的符号表示被人为修改过或者JVM修改过的参数  
    ![在这里插入图片描述][20200330125503487.png]
3.  \-XX:+PrintCommandLineFlags 打印命令行参数  
    公式： `java -XX:+PrintCommandLineFlags -version`
    
        -XX:InitialHeapSize=266275648 -XX:MaxHeapSize=4260410368 -XX:+PrintCommandLineFlags -		      XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation 
        -XX:+UseParallelGC
        java version "1.8.0_91"
        Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_91-b15)
        Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.91-b15, mixed mode)

### JVM参数配置 ###

1.  **-Xms**（ -XX:InitialHeapSize）: 初始化堆内存一般默认是物理内存的1/64
2.  **-Xmx**（ -XX:MaxHeapSize）: 最大的堆内存一般默认是物理是内存的1/4  
    例子：
    
        public class HelloGc { 
            public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
                // 返回java虚拟机的内存总量
                long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory();
                // 返回java虚拟机试图使用的最大内存量
                long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();
                System.out.println("初始化堆内存大小：-Xms=" + (totalMemory/1024/1024) + "M");
                System.out.println("最大堆内存大小：-Xmx=" + (maxMemory/1024/1024) + "M");
            }
        }
    
    输出结果：  
    电脑内存时16G
    
        初始化堆内存大小：-Xms=243M
        最大堆内存大小：-Xmx=3612M
3.  **-XSS**（-XX:ThreadStackSize）：设置单个线程栈的大小，一般默认是512k~1024k  
    官网描述如下：![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2Z5ajEzOTI1NDc1OTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]
4.  **-Xmn**：设置年轻代大小，默认是堆大小的1/3，一般不用调
5.  **-XX:MetaspaceSize**：设置元空间大小  
    元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间和永久代的最大区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。因此默认情况下，元空间大小仅受本地内存的限制
    
    系统默认MetaspaceSize一般比较小，如下
    
        C:\Users\18133\IdeaProjects\javastudy>jps -l
        17280 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher
        3860 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer
        14168
        16760 sun.tools.jps.Jps
        2876 com.fangyajun.javastudy.HelloGc
        9660 com.fangyajun.javastudy.HelloGc
        
        C:\Users\18133\IdeaProjects\javastudy>jinfo -flag MetaspaceSize 9660
        -XX:MetaspaceSize=21807104
    
    系统默认的元空间大小是21807104个字节，大约不到21M，  
    在实际的系统调优中，这个参数一般可以适当调大一点。
6.  **-XX:PrintGCDetails**: 打印垃圾回收细节信息  
    看以下案例，我们配置初始堆内存和最大堆内存大小都是10m  
    ![在这里插入图片描述][20200330154020806.png]  
    代码程序：
    
        public class HelloGc { 
            public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
                // 创建一个大小为10m的数组
                int[] a = new int[10*1024*1024];
            }
        }
    
    运行结果：
    
        [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 1805K->488K(2560K)] 1805K->696K(9728K), 0.0008999 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
        [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 488K->504K(2560K)] 696K->744K(9728K), 0.0005319 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
        [Full GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 504K->0K(2560K)] [ParOldGen: 240K->614K(7168K)] 744K->614K(9728K), [Metaspace: 3260K->3260K(1056768K)], 0.0051251 secs] [Times: user=0.03 sys=0.00, real=0.00 secs] 
        [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 0K->0K(2560K)] 614K->614K(9728K), 0.0006900 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
        [Full GC (Allocation Failure) Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
        [PSYoungGen: 0K->0K(2560K)] [ParOldGen: 614K->596K(7168K)] 614K->596K(9728K), [Metaspace: 3260K->3260K(1056768K)], 0.0052183 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs] 
        	at com.fangyajun.javastudy.HelloGc.main(HelloGc.java:6)
        Heap
         PSYoungGen      total 2560K, used 96K [0x00000000ffd00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000)
          eden space 2048K, 4% used [0x00000000ffd00000,0x00000000ffd18330,0x00000000fff00000)
          from space 512K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x00000000fff80000)
          to   space 512K, 0% used [0x00000000fff80000,0x00000000fff80000,0x0000000100000000)
         ParOldGen       total 7168K, used 596K [0x00000000ff600000, 0x00000000ffd00000, 0x00000000ffd00000)
          object space 7168K, 8% used [0x00000000ff600000,0x00000000ff6951a0,0x00000000ffd00000)
         Metaspace       used 3306K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
          class space    used 362K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K
    
    从输出信息看看出，发生了一次GC回收，  
    **GC信息参数解析**：
    
        [PSYoungGen: 1805K->488K(2560K)] 1805K->696K(9728K), 0.0008999 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]
    
    各个参数解析如图：  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2Z5ajEzOTI1NDc1OTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
    Full GC信息参数解析：
    
        [Full GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 504K->0K(2560K)] [ParOldGen: 240K->614K(7168K)] 744K->614K(9728K), [Metaspace: 3260K->3260K(1056768K)], 0.0051251 secs] [Times: user=0.03 sys=0.00, real=0.00 secs]
    
    各个参数解析：  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2Z5ajEzOTI1NDc1OTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
    规律：名称：GC前内存占用 -> GC后内存占用（该区内存总大小）
7.  **-XX:SurvivorRatio**:设置 新生代中eden和S0/S1空间比例  
    默认：-XX:SurvivorRatio=8，Eden:S0:S1 = 8:1:1  
    假如：-XX:SurvivorRatio=4，就是 Eden:S0:S1 = 4:1:1  
    SurvivorRatio值就是设置eden区的比例占多少，S0/S1相同
    
    如下默认情况： -XX:SurvivorRatio=8
    
        C:\Users\18133\IdeaProjects\javastudy>jps -l
        18116 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher
        3860 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer
        12424 com.fangyajun.javastudy.HelloGc
        14168
        2812 sun.tools.jps.Jps
        
        C:\Users\18133\IdeaProjects\javastudy>jinfo -flag SurvivorRatio 12424
        -XX:SurvivorRatio=8
8.  **-XX:NewRatio**：配置年轻代与老年代在堆中的占比  
    默认：-XX:NewRatio=2 新生代占1，老年代占2，年轻代占整个堆内存的1/3  
    假如：-XX:NewRatio=4 表示新生代占1，老年代占4，年轻代占整个堆内存的1/5，  
    NewRatio值就是设置老年代的占比，剩下的一给新生代
    
    如：我们打印-XX:PrintGCDetails，可以看出信息  
    ![在这里插入图片描述][20200330163233984.png]
    
    运行结果：
    
        Heap
         PSYoungGen      total 75776K, used 6503K [0x000000076b580000, 0x0000000770a00000, 0x00000007c0000000)
          eden space 65024K, 10% used [0x000000076b580000,0x000000076bbd9e20,0x000000076f500000)
          from space 10752K, 0% used [0x000000076ff80000,0x000000076ff80000,0x0000000770a00000)
          to   space 10752K, 0% used [0x000000076f500000,0x000000076f500000,0x000000076ff80000)
         ParOldGen       total 173568K, used 0K [0x00000006c2000000, 0x00000006cc980000, 0x000000076b580000)
          object space 173568K, 0% used [0x00000006c2000000,0x00000006c2000000,0x00000006cc980000)
         Metaspace       used 3267K, capacity 4496K, committed 4864K, reserved 1056768K
          class space    used 358K, capacity 388K, committed 512K, reserved 1048576K
    
    从结果可以看出，新生代内存占用75776K，老年代内存占用173568K，二者的比例接近1:2
9.  \-XX:MaxTenuringThreshold：设置进入年老代的年龄  
    默认：系统默认是15：表示在年轻代经过15次垃圾回收没有被回收的对象就进入年老代。
    
        C:\Users\18133\IdeaProjects\javastudy>jinfo -flag MaxTenuringThreshold 16200
        -XX:MaxTenuringThreshold=15
    
    ![在这里插入图片描述][20200330164407379.png]  
    注意：在jdk8及以后，MaxTenuringThreshold只能是0-15之间，如下示例调成20会报错  
    ![在这里插入图片描述][20200330164903316.png]  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2Z5ajEzOTI1NDc1OTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]

**参数配置案例：**  
看如下参数配置：  
\-Xms128m -Xmx4096m -Xss1024k -XX:MetaspaceSize=512m -XX:+PrintCommandLineFlags  
\-XX:+PrintGCDetails -XX:+UseSerialGC

以上参数表示：初始堆内存128m，最大堆内存4096m，初始 栈大小1024k，元空间大小512m，开启打印命令行初始参数配置，开启打印GC回收细节，开启串型垃圾回收器

程序代码：

public class HelloGc { 
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
            System.out.println("-------------------");
            Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
        }
    }

没有配参数前：参数行就配置-XX:+PrintCommandLineFlags 这个参数  
![在这里插入图片描述][20200330152634916.png]  
运行结果：

-XX:InitialHeapSize=266275648 
    -XX:MaxHeapSize=4260410368 
    -XX:+PrintCommandLineFlags 
    -XX:+UseCompressedClassPointers 
    -XX:+UseCompressedOops 
    -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation 
    -XX:+UseParallelGC

配参数后：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2Z5ajEzOTI1NDc1OTU3_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]

运行结果：

-XX:InitialHeapSize=134217728 
    -XX:MaxHeapSize=4294967296 
    -XX:MetaspaceSize=536870912 
    -XX:+PrintCommandLineFlags 
    -XX:+PrintGCDetails 
    -XX:ThreadStackSize=1024 
    -XX:+UseCompressedClassPointers 
    -XX:+UseCompressedOops 
    -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation 
    -XX:+UseSerialGC

从2个结果对比可以看出，配置的 参数已经生效，在实际的工作中，一般需要配置的参数也就是上面那些常用参数配置。

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