【jvm系列-13】jvm性能调优篇---参数设置以及日志分析

古城微笑少年丶 2024-03-17 09:30 35阅读 0赞

JVM系列整体栏目

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<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">内容</th> 
   <th>链接地址</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left"><font>【一】初识虚拟机与java虚拟机</font></td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/129544460" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/129544460</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><font>【二】jvm的类加载子系统以及jclasslib的基本使用</font></td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/129610963" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/129610963</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><font>【三】运行时私有区域之虚拟机栈、程序计数器、本地方法栈</font></td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/129684076" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/129684076</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><font>【四】运行时数据区共享区域之堆、逃逸分析</font></td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/129796509" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/129796509</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><font>【五】运行时数据区共享区域之方法区、常量池</font></td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/129958466" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/129958466</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><font>【六】对象实例化、内存布局和访问定位</font></td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130057210" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130057210</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><font>【七】执行引擎，解释器、JIT即时编译器</font></td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130088553" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130088553</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><font>【八】精通String字符串底层机制</font></td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130154453" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130154453</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><font>【九】垃圾回收底层原理和算法以及JProfiler的基本使用</font></td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130261481" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130261481</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><font>【十】垃圾回收器的种类以及内部的执行原理</font></td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130261481" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130261481</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><font>【十一】jvm性能调优篇之命令行工具的基本使用</font></td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130641456" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130641456</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><font>【十二】jvm性能调优篇之GUI工具的基本使用</font></td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130745931" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130745931</a></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"><font>【十三】jvm性能调优篇之参数设置以及日志分析</font></td> 
   <td><a href="https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130802703" rel="nofollow">https://blog.csdn.net/zhenghuishengq/article/details/130802703</a></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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#### JVM参数设置以及日志分析 ####

*  一，JVM参数设置以及日志分析
 *   *  1，JVM的参数设置
     *   *  1.1，标准参数选项
         *  1.2，-X参数选项
         *  1.3，-XX参数类型
     *  2，添加JVM参数
     *  3，常用的JVM的参数选项
 *  二，GC日志的分析

## 一，JVM参数设置以及日志分析 ##

### 1，JVM的参数设置 ###

#### 1.1，标准参数选项 ####

特点就是比较稳定，后续的版本也不会变化，以-开头。可以打开cmd可执行命令，输入`java -help`，就可以查看对应的命令，如可以通过-server和-client模式设置是客户端模式还是服务端模式

java -help

#### 1.2，-X参数选项 ####

非标准化参数，功能相对稳定，后续版本可能会发生变动，以-X开头。可以输入`java -X` ，就可以查看到对应的命令。如可以通过这个-Xmixed来作为执行引擎的混合模式，解释器+编译器。

java -X

还有一些如设置堆的初始大小，最大大小以及设置线程的大小等

-Xms10m -Xmx10m -Xss10m

#### 1.3，-XX参数类型 ####

也是非标准化参数，使用的自多的参数类型，功能相对不稳定，以-XX开头，一般用于开发和调试JVM。

又可以对这些指令进行分类，分成boolean类型和非boolean类型。boolean类型的通过`+、-` 加或者减来启用或者禁用某个属性，因为有的指令是默认开启或者默认关闭的。如下面的一些命令：

-XX:+UseParallelGc         选择垃圾收集器为并行垃圾收集器
    -XX:+UseG1GC               启用G1收集器
    -XX:+UseAdaptiveSizePolicy 自动选择新生代大小和相应的s区的比例
    -XX:+PrintFlagsFinal       输出所有参数的名称和默认值

非boolean类型的如下

//key/value类型
    -XX:NewSize=1024M          新生代初始大小
    -XX:MaxGCPauseMillis=500   设置GC停顿时间：500ms
    -XX:GCTimeRatio=19         设置吞吐量
    -XX:NewRatio=2             设置新生代和老年代比例

### 2，添加JVM参数 ###

如在运行一个jar包，可以设置堆的大小，gc的间隔以及打印日志等

java -Xms1024m -Xmx1024m -XX:PrintGcDetails -XX:+PrintGcTimeStamps -jar xx.jar

### 3，常用的JVM的参数选项 ###

**打印的相关参数有**

-XX:PrintFlagsFinal        表示打印出XX选项在运行时程序生效的值
    -XX:PrintFlagsInitial      表示打印出XX选项的默认值
    -XX:PrintVMOptions         打印JVM参数

**栈的相关参数有**

-Xss1m                     设置每个线程栈的大小为1m

**堆内存的相关参数**

-Xms1024m -Xmx1024m        设置堆的初始大小和最大大小都是1024m
    -Xmn2g                     设置的是年轻代的大小
    -XX:NewRatio=4             设置老年代和新生代的比例，默认为2
    -XX:NewSize=1g             设置年轻代的初始大小为1g
    -XX:NewMaxSize=1g          设置年轻代的最大大小为1g

在堆中还有一个重要的参数设置，这个自动选择各区比例是开启的，所有有时查看到的eden区和s区的比例有时为6:1，这个比例是动态调整的，如果想让他的值为默认值8:1，就得将这个`-XX:SurvivorRatio=8` 开启

-XX:SurvivorRatio=8        设置Eden区和s区的比例，默认为8
    -XX:+UseAdaptiveSizePolicy 自动选择各区比例

**方法区的相关参数**，由于jdk8以及之后实现这个方法区的方式都是元空间，因此只谈元空间的参数设置

-XX:MetaspaceSize          初始空间
    -XX:MaxMetaspaceSize=8     最大空间
    -XX:+UseCompressedOops     压缩对象 指针
    -XX:CompressedClassSpaceSize        设置类的元空间大小，默认是1G

**OutofMemory相关参数**

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemory 表示出现OOM时，生成一个堆的dump文件
    -XX:HeapDumpBeforeFullGc   表示出现这个FullGc之前，生成heap的存储文件
    -XX:HeapDumpPath=<path>    指定heap转存储文件的存储路径
    -XX:OnOutOfMemoryError     指定一个可行性的程序或者脚本

**垃圾收集相关选项**

-XX:+UseSerialGC           指定新生代和老年代使用serial回收器
    -XX:+UseParNewGC           手动指定ParNewGC作为新生代的回收器
    -XX:ParallelGCThreads      限制线程数量，默认开启和CPU相同的线程数
    -XX:+UseParallelGC         手动指定并使用Parallel作为并行收集器
    -XX:+UseParallelOldGC      手动指定老年代都是使用并行回收器
    -XX:GCTimeRatio            垃圾收集时间占总时间比例
    -XX:+UseAdapaiveSizePolicy 自适应调节策略
    -XX:+UseConcMarkSweepGC    手动指定CMS作为垃圾回收器
    -XX:ParallelCMSThreads     设置CMS的线程数量
    -XX:MaxGCPauseMillis       设置期望值达到的最大GC停顿时间
    -XX:ParallelGCThread       设置STW时GC线程数的值，最多设置为8
    -XX:UseG1GC                手动指定使用G1收集器执行内存回收任务
    -XX:G1HeapRegionSize       设置每个region的分区大小
    -XX:ConcGCThreads          设置并发标记的线程数

**GC日志相关选项**

-verbose:gc                输出GC日志信息
    -XX:+PrintGC               输出GC日志信息
    -XX:+PrintGCDetails        发生垃圾回收时打印内存回收的详细信息
    -XX:+PrintHeapAtGC         每一次GC前和GC后，都打印堆信息
    -XX:PrintGCTimeStamps      输出gc打印时间戳信息
    -Xloggc <path>             将日志文件保存到指定的path路径下

**其他参数**

-XX:+DisableExplicitGC      禁用虚拟机执行System.gc()
    -XX:+UseCodeCacheFlushing   清理一些编译的代码
    -XX:+DoEscapeAnalysis       开启逃逸分析
    -XX:+UseBiasedLocking       开启偏向锁
    -XX:+UseTLAB                使用TLAB，默认是打开的
    -XX:TLABSize                设置TLAB的大小

也可以通过java代码来获取jvm参数

/**
     * @author zhenghuisheng
     * @date : 2023/5/19
     */
    public class JvmParamTest {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            MemoryMXBean memorymbean = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
            MemoryUsage usage = memorymbean.getHeapMemoryUsage();
            System.out.println("INIT HEAP: " + usage.getInit());
            System.out.println("MAX HEAP: " + usage.getMax());
            System.out.println("USE HEAP: " + usage.getUsed());
            System.out.println("\nFull Information:");
            System.out.println("Heap Memory Usage: "
                    + memorymbean.getHeapMemoryUsage());
            System.out.println("Non-Heap Memory Usage: "
                    + memorymbean.getNonHeapMemoryUsage());
    
            List<String> inputArguments = ManagementFactory.getRuntimeMXBean().getInputArguments();
            System.out.println("===================java optiOns=============== ");
            System.out.println(inputArguments);
    
    
    
            System.out.println("=======================通过java来获取相关系统状态============================ ");
            int i = (int)Runtime.getRuntime().totalMemory()/1024;//Java 虚拟机中的内存总量,以字节为单位 
            System.out.println("总的内存量 i is "+i);
            int j = (int)Runtime.getRuntime().freeMemory()/1024;//Java 虚拟机中的空闲内存量 
            System.out.println("空闲内存量 j is "+j);
            System.out.println("最大内存量 is "+Runtime.getRuntime().maxMemory()/1024);
    
            System.out.println("=======================OperatingSystemMXBean============================ ");
            OperatingSystemMXBean osm = (OperatingSystemMXBean) ManagementFactory.getOperatingSystemMXBean();
            
            //获取操作系统相关信息 
            System.out.println("osm.getArch() "+osm.getArch());
            System.out.println("osm.getAvailableProcessors() "+osm.getAvailableProcessors());
            //System.out.println("osm.getCommittedVirtualMemorySize() "+osm.getCommittedVirtualMemorySize()); 
            System.out.println("osm.getName() "+osm.getName());
            //System.out.println("osm.getProcessCpuTime() "+osm.getProcessCpuTime()); 
            System.out.println("osm.getVersion() "+osm.getVersion());
            //获取整个虚拟机内存使用情况 
            System.out.println("=======================MemoryMXBean============================ ");
            MemoryMXBean mm=(MemoryMXBean)ManagementFactory.getMemoryMXBean();
            System.out.println("getHeapMemoryUsage "+mm.getHeapMemoryUsage());
            System.out.println("getNonHeapMemoryUsage "+mm.getNonHeapMemoryUsage());
            //获取各个线程的各种状态，CPU 占用情况，以及整个系统中的线程状况 
            System.out.println("=======================ThreadMXBean============================ ");
            ThreadMXBean tm=(ThreadMXBean)ManagementFactory.getThreadMXBean();
            System.out.println("getThreadCount "+tm.getThreadCount());
            System.out.println("getPeakThreadCount "+tm.getPeakThreadCount());
            System.out.println("getCurrentThreadCpuTime "+tm.getCurrentThreadCpuTime());
            System.out.println("getDaemonThreadCount "+tm.getDaemonThreadCount());
            System.out.println("getCurrentThreadUserTime "+tm.getCurrentThreadUserTime());
    
            //当前编译器情况 
            System.out.println("=======================CompilatiOnMXBean============================ ");
            CompilationMXBean gm=(CompilationMXBean)ManagementFactory.getCompilationMXBean();
            System.out.println("getName "+gm.getName());
            System.out.println("getTotalCompilationTime "+gm.getTotalCompilationTime());
            
            //获取运行时信息 
            System.out.println("=======================RuntimeMXBean============================ ");
            RuntimeMXBean rmb=(RuntimeMXBean)ManagementFactory.getRuntimeMXBean();
            System.out.println("getClassPath "+rmb.getClassPath());
            System.out.println("getLibraryPath "+rmb.getLibraryPath());
            System.out.println("getVmVersion "+rmb.getVmVersion());
        }
    }

其打印结果如下

INIT HEAP: 268435456
    MAX HEAP: 3799515136
    USE HEAP: 8061840
    
    Full Information:
    Heap Memory Usage: init = 268435456(262144K) used = 8061840(7872K) committed = 257425408(251392K) max = 3799515136(3710464K)
    Non-Heap Memory Usage: init = 2555904(2496K) used = 5345064(5219K) committed = 8060928(7872K) max = -1(-1K)
    ===================java optiOns=============== 
    [-javaagent:D:\idea\IntelliJ IDEA 2019.1\lib\idea_rt.jar=58982:D:\idea\IntelliJ IDEA 2019.1\bin, -Dfile.encoding=UTF-8]
    =======================通过java来获取相关系统状态============================ 
    总的内存量 i is 251392
    空闲内存量 j is 243519
    最大内存量 is 3710464
    =======================OperatingSystemMXBean============================ 
    osm.getArch() amd64
    osm.getAvailableProcessors() 4
    osm.getName() Windows 10
    osm.getVersion() 10.0
    =======================MemoryMXBean============================ 
    getHeapMemoryUsage init = 268435456(262144K) used = 8061840(7872K) committed = 257425408(251392K) max = 3799515136(3710464K)
    getNonHeapMemoryUsage init = 2555904(2496K) used = 5396384(5269K) committed = 8060928(7872K) max = -1(-1K)
    =======================ThreadMXBean============================ 
    getThreadCount 6
    getPeakThreadCount 6
    getCurrentThreadCpuTime 375000000
    getDaemonThreadCount 5
    getCurrentThreadUserTime 187500000
    =======================CompilatiOnMXBean============================ 
    getName HotSpot 64-Bit Tiered Compilers
    getTotalCompilationTime 28
    =======================RuntimeMXBean============================

## 二，GC日志的分析 ##

GC按照回收区域主要分为两大类型：**一种是部分收集，一种是整堆收集。** 部分收集的意思就是不是完整收集整个java堆的垃圾收集，比如有新生代的Minor GC、老年代的MajorGC；整堆收集就是收集整个Java堆和方法区的垃圾收集，比如有Full GC。

**触发Full GC的场景如下：老年代的空间不足、方法区的空间不足、显式调用System.GC()、Minor GC进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存大小、大对象直接进入老年代**

在GC中，一般会有三个时间：user、sys、real。

*  user表示的是用户态所使用的时间，这是执行此进程所使用的实际CPU时间。
 *  sys表示的是内核态消耗的时间，即在内核系统调用或等待系统事件所使用的CPU时间
 *  real是程序开始到结束的时间。

如下面是一段线上服务的GC日志信息

Heap:
     PSYoungGen      total 1560576K, used 202793K [0x0000000755580000, 0x00000007c0000000, 0x00000007c0000000)
      eden space 1376768K, 13% used [0x0000000755580000,0x000000076115da18,0x00000007a9600000)
      from space 183808K, 5% used [0x00000007b4c80000,0x00000007b56accb0,0x00000007c0000000)
      to   space 185344K, 0% used [0x00000007a9600000,0x00000007a9600000,0x00000007b4b00000)
     ParOldGen       total 3495424K, used 80041K [0x0000000680000000, 0x0000000755580000, 0x0000000755580000)
      object space 3495424K, 2% used [0x0000000680000000,0x0000000684e2a410,0x0000000755580000)
     Metaspace       used 93746K, capacity 98782K, committed 99608K, reserved 1136640K
      class space    used 11338K, capacity 12190K, committed 12328K, reserved 1048576K

GC日志的格式规律一般都是：GC前内存占用 —> GC后内存占用(总内存)

[PSYoungGen：5986K -> 696K(8704K)] 5986K -> 704K(9216K)

GC失败的场景

[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 2240K->384K(2560K)] 4803K->2947K(9728K), 0.0006347 secs]

也可以使用一些GC工具进行日志分析，如**GC Easy**，**GC View**工具等等。如下面是一个GC Easy的官网，其地址为：[https://gceasy.io/][https_gceasy.io]，选择对应的log文件即可

![\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-xblxYu63-1684723839903)(img/1684721455060.png)\]][img-xblxYu63-1684723839903_img_1684721455060.png]

在选择文件之后，就可以进入到下面的页面，从上往下滑就可以查看对应的详细信息

![在这里插入图片描述][f8b236f380a94865bbc871aeb6c633fe.png]

在all Thread这里，可以发现这现线程的状态，正处于阻塞状态  
![在这里插入图片描述][29c6fbea55ba40daa476c34f006daf8e.png]  
总而言之，这款工具还是挺好使用的

[https_gceasy.io]: https://gceasy.io/
[img-xblxYu63-1684723839903_img_1684721455060.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/17/15573b2e68024904ad4e0812b0f06704.png
[f8b236f380a94865bbc871aeb6c633fe.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/17/1beecf48ad614c20b8936a4bfc4f041a.png
[29c6fbea55ba40daa476c34f006daf8e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/17/14c4b0625d02422e9457020689327ec0.png