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一、概述
什么时候需要调优
1. heap 内存（老年代）持续上涨达到设置的最大内存值；
2. Full GC 次数频繁；
3. GC 停顿时间过长（超过1秒）；
4. 应用出现OutOfMemory 等内存异常；
5. 系统cpu、内存等性能指标过高或响应时间过长。
调优目标
1. 低延迟（GC低停顿、 GC低频率）
2. 低内存占用；
3. 高吞吐量;
调优原则
大多数应用不要JVM调优，多数gc问题都是问题代码导致的。优先架构调优和代码调优最后考虑jvm参数调优。
调优指标
1. 内存使用率 <= 70%;
2. 老年代内存使用率<= 70%;
3. 响应时间小于等于1秒;
4. Full gc 次数0 或 avg pause interval >= 24小时 ;
注意：不同应用，其JVM调优量化目标是不一样的。
二、调优步骤
第1步：分析GC日志及dump文件，判断是否需要优化，确定瓶颈问题点；
第2步：确定JVM调优量化目标；
第3步：确定JVM调优参数（根据历史JVM参数来调整）；
第4步：调优一台服务器，对比观察调优前后的差异；
第5步：不断的分析和调整，直到找到合适的JVM参数配置；
第6步：找到最合适的参数，将这些参数应用到所有服务器，并进行后续跟踪。
触发full gc场景和对应策略
年轻代空间（包括 Eden 和 Survivor 区域）回收内存被称为 Minor GC，对老年代GC称为MajorGC，而Full GC是对整个堆来说的。出现Full GC的时候经常伴随至少一次的Minor GC,但非绝对的。MajorGC的速度一般会比Minor GC慢10倍以上。
1、禁用System.gc()，通过-XX:+DisableExplicitGC来禁止调用System.gc
2、老年代空间不足，让对象在Minor GC阶段被回收，尽量不创建大对象。
3、元空间不足，增大PermGen空间
4、GC时出现promotionfailed和concurrent mode failure，应对策略：增大survivor space
5、Minor GC后晋升到旧生代的对象大小大于老年代的剩余空间，应对策略：增大Tenured space 或下调CMSInitiatingOccupancyFraction=60
6、内存持续增涨达到上限导致Full GC ，应对策略：通过dumpheap 分析是否存在内存泄漏
三、最佳实践参数
4c8g服务器一般通用最佳配置：
-Xms4g \
-Xmx4g \
-Xmn3g \
-XX:MetaspaceSize=256m \
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError \
-XX:HeapDumpPath=/usr/local/oom \
-XX:+PrintGCDetails \
-XX:+PrintGCDateStamps \
-XX:+PrintTenuringDistribution \
-Xloggc:logs/gc.log \-Xms4g \ 初始化堆大小
-Xmx4g \ 堆内存最大值(初始值和最大值设置相同，避免GC后调整堆大小带来的压力)
-Xmn3g \ 新生代大小包括Eden区与2个Survivor区
-XX:MetaspaceSize=256m \ 元空间大小
-XX:MaxMetaspaceSize=256m \ 元空间最大可分配大小 。（1、如果不指定元空间的大小，默认情况下，元空间最大的大小是系统内存的大小，元空间一直扩大，虚拟机可能会消耗完所有的可用系统内存。2、如果元空间内存不够用，就会报OOM。3.默认情况下，对应一个64位的服务端JVM来说，其默认的-XX:MetaspaceSize值为21MB，这就是初始的高水位线，一旦元空间的大小触及这个高水位线，就会触发Full GC并会卸载没有用的类，然后高水位线的值将会被重置。4、为了避免频繁GC以及调整高水位线，建议将-XX:MetaspaceSize设置为较高的值，而-XX:MaxMetaspaceSize不进行设置。）
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError \
-XX:HeapDumpPath=/usr/local/oom \ 参数表示当JVM发生OOM时，自动生成DUMP文件导出dump堆转储快照文件
当程序发生OOM时，一些瞬时信息都随着程序的终止而消失，而重现OOM问题往往比较困难或者耗时。此时若能在OOM时，自动导出dump文件就显得非常迫切。
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError：在程序发生OOM时，导出应用程序的当前堆快照。
-XX:HeapDumpPath：可以指定堆快照的保存位置gc日志配置
-XX:+PrintGC #输出GC日志
-XX:+PrintGCDetails #输出GC的详细日志
-XX:+PrintGCTimeStamps #输出GC的时间戳（以基准时间的形式）
-XX:+PrintGCDateStamps #输出GC的时间戳（以日期的形式，如 2017-09-04T21:53:59.234+0800）
-XX:+PrintHeapAtGC #在进行GC的前后打印出堆的信息
-Xloggc:gc.log #日志文件的输出路径
其他重要参数：
-Xms12g：初始化堆内存大小为12GB。
-Xmx12g：堆内存最大值为12GB 。
-Xmn2400m：新生代大小为2400MB，包括 Eden区与2个Survivor区。
-XX:SurvivorRatio=1：Eden区与一个Survivor区比值为1:1。
-XX:MaxDirectMemorySize=1G：直接内存。报java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory 异常可以上调这个值。
-XX:+DisableExplicitGC：禁止运行期显式地调用 System.gc() 来触发fulll GC。
注意: Java RMI的定时GC触发机制可通过配置-Dsun.rmi.dgc.server.gcInterval=86400来控制触发的时间。
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=60：老年代内存回收阈值，默认值为68。
-XX:ConcGCThreads=4：CMS垃圾回收器并行线程线，推荐值为CPU核心数。
-XX:ParallelGCThreads=8：新生代并行收集器的线程数。
-XX:MaxTenuringThreshold=10：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。
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=4：指定进行多少次fullGC之后，进行tenured区 内存空间压缩。
-XX:CMSMaxAbortablePrecleanTime=500：当abortable-preclean预清理阶段执行达到这个时间时就会结束。四、调优工具
-
jdk原生工具
jps虚拟机进程状况工具
命令格式
jps [options] [hostid]option参数：
-
-l : 输出主类全名或jar路径
-
-q : 只输出LVMID
-
-m : 输出JVM启动时传递给main()的参数
-
-v : 输出JVM启动时显示指定的JVM参数
jstat：虚拟机统计信息监视工具
用于监视虚拟机运行时状态信息的命令，它可以显示出虚拟机进程中的类装载、内存、垃圾收集、JIT编译等运行数据。
命令格式
jstat [option] LVMID [interval] [count]参数
[option] : 操作参数
LVMID : 本地虚拟机进程ID
[interval] : 连续输出的时间间隔
[count] : 连续输出的次数
option 参数总览
| Option | Displays… |
|---|---|
| class | class loader的行为统计。Statistics on the behavior of the class loader. |
| compiler | HotSpt JIT编译器行为统计。Statistics of the behavior of the HotSpot Just-in-Time compiler. |
| gc | 垃圾回收堆的行为统计。Statistics of the behavior of the garbage collected heap. |
| gccapacity | 各个垃圾回收代容量(young,old,perm)和他们相应的空间统计。Statistics of the capacities of the generations and their corresponding spaces. |
| gcutil | 垃圾回收统计概述。Summary of garbage collection statistics. |
| gccause | 垃圾收集统计概述（同-gcutil），附加最近两次垃圾回收事件的原因。Summary of garbage collection statistics (same as -gcutil), with the cause of the last and |
| gcnew | 新生代行为统计。Statistics of the behavior of the new generation. |
| gcnewcapacity | 新生代与其相应的内存空间的统计。Statistics of the sizes of the new generations and its corresponding spaces. |
| gcold | 年老代和永生代行为统计。Statistics of the behavior of the old and permanent generations. |
| gcoldcapacity | 年老代行为统计。Statistics of the sizes of the old generation. |
| gcpermcapacity | 永生代行为统计。Statistics of the sizes of the permanent generation. |
| printcompilation | HotSpot编译方法统计。HotSpot compilation method statistics. |
option 参数详解
-class
监视类装载、卸载数量、总空间以及耗费的时间
$ jstat -class 11589
Loaded : 加载class的数量
Bytes : class字节大小
Unloaded : 未加载class的数量
Bytes : 未加载class的字节大小
Time : 加载时间
-compiler
输出JIT编译过的方法数量耗时等
$ jstat -compiler 1262
Compiled : 编译数量
Failed : 编译失败数量
Invalid : 无效数量
Time : 编译耗时
FailedType : 失败类型
FailedMethod : 失败方法的全限定名
-gc
垃圾回收堆的行为统计，常用命令
$ jstat -gc 1262C即Capacity 总容量，U即Used 已使用的容量
S0C : survivor0区的总容量
S1C : survivor1区的总容量
S0U : survivor0区已使用的容量
S1C : survivor1区已使用的容量
EC : Eden区的总容量
EU : Eden区已使用的容量
OC : Old区的总容量
OU : Old区已使用的容量
PC 当前perm的容量 (KB)
PU perm的使用 (KB)
YGC : 新生代垃圾回收次数
YGCT : 新生代垃圾回收时间
FGC : 老年代垃圾回收次数
FGCT : 老年代垃圾回收时间
GCT : 垃圾回收总消耗时间
$ jstat -gc 1262 2000 20这个命令意思就是每隔2000ms输出1262的gc情况，一共输出20次
-gccapacity
同-gc，不过还会输出Java堆各区域使用到的最大、最小空间
$ jstat -gccapacity 1262
NGCMN : 新生代占用的最小空间
NGCMX : 新生代占用的最大空间
OGCMN : 老年代占用的最小空间
OGCMX : 老年代占用的最大空间
OGC：当前年老代的容量 (KB)
OC：当前年老代的空间 (KB)
PGCMN : perm占用的最小空间
PGCMX : perm占用的最大空间
-gcutil
同-gc，不过输出的是已使用空间占总空间的百分比
$ jstat -gcutil 28920-gccause
垃圾收集统计概述（同-gcutil），附加最近两次垃圾回收事件的原因
$ jstat -gccause 28920
LGCC：最近垃圾回收的原因
GCC：当前垃圾回收的原因
-gcnew
统计新生代的行为
$ jstat -gcnew 28920
TT：Tenuring threshold(提升阈值)
MTT：最大的tenuring threshold
DSS：survivor区域大小 (KB)
-gcnewcapacity
新生代与其相应的内存空间的统计
$ jstat -gcnewcapacity 28920NGC:当前年轻代的容量 (KB)
S0CMX:最大的S0空间 (KB)
S0C:当前S0空间 (KB)
ECMX:最大eden空间 (KB)
EC:当前eden空间 (KB)
-gcold
统计旧生代的行为
$ jstat -gcold 28920-gcoldcapacity
统计旧生代的大小和空间
$ jstat -gcoldcapacity 28920-gcpermcapacity
永生代行为统计
$ jstat -gcpermcapacity 28920printcompilation
hotspot编译方法统计
$ jstat -printcompilation 28920
Compiled：被执行的编译任务的数量
Size：方法字节码的字节数
Type：编译类型
Method：编译方法的类名和方法名。类名使用"/" 代替 "." 作为空间分隔符. 方法名是给出类的方法名. 格式是一致于HotSpot - XX:+PrintComplation 选项
jinfo：Java配置信息工具
jinfo(JVM Configuration info)这个命令作用是实时查看和调整虚拟机运行参数。 之前的jps -v口令只能查看到显示指定的参数，如果想要查看未被显示指定的参数的值就要使用jinfo口令
命令格式
jinfo [option] [args] LVMIDoption参数
-flag : 输出指定args参数的值
-flags : 不需要args参数，输出所有JVM参数的值
-sysprops : 输出系统属性，等同于System.getProperties()
命令：jinfo -flag [+|-]name pid
描述：开启或者关闭对应名称的参数
命令：jinfo -flag name pid
描述：输出对应名称的参数
jmap：Java内存映像工具
命令jmap是一个多功能的命令。它可以生成 java 程序的 dump 文件， 也可以查看堆内对象示例的统计信息、查看 ClassLoader 的信息以及 finalizer 队列。
参数：
option： 选项参数
pid： 需要打印配置信息的进程ID。
executable： 产生核心dump的Java可执行文件。
core： 需要打印配置信息的核心文件。
server-id 可选的唯一id，如果相同的远程主机上运行了多台调试服务器，用此选项参数标识服务器。
remote server IP or hostname 远程调试服务器的IP地址或主机名。
option:
no option： 查看进程的内存映像信息,类似 Solaris pmap 命令。
heap： 显示Java堆详细信息
histo[:live]： 显示堆中对象的统计信息
clstats：打印类加载器信息
finalizerinfo： 显示在F-Queue队列等待Finalizer线程执行finalizer方法的对象
dump:<dump-options>：生成堆转储快照
F： 当-dump没有响应时，使用-dump或者-histo参数. 在这个模式下,live子参数无效.
help：打印帮助信息
J<flag>：指定传递给运行jmap的JVM的参数示例一：命令：jmap pid
描述：查看进程的内存映像信息,类似 Solaris pmap 命令
示例二：命令：jmap -heap pid
描述：显示Java堆详细信息
打印一个堆的摘要信息，包括使用的GC算法、堆配置信息和各内存区域内存使用信息
示例三：命令：jmap -histo:live pid
描述：显示堆中对象的统计信息
其中包括每个Java类、对象数量、内存大小(单位：字节)、完全限定的类名。打印的虚拟机内部的类名称将会带有一个’*’前缀。如果指定了live子选项，则只计算活动的对象。
示例四：命令：jmap -histo:live
示例五：命令：jmap -dump:format=b,file=heapdump.phrof pid
描述：生成堆转储快照dump文件。
以hprof二进制格式转储Java堆到指定filename的文件中。live子选项是可选的。如果指定了live子选项，堆中只有活动的对象会被转储。想要浏览heap dump，你可以使用jhat(Java堆分析工具)读取生成的文件。
jhat：虚拟机堆转储快照分析工具
jhat（JVM Heap Analysis Tool）命令与jmap搭配使用，来分析jmap生成的堆转储快照。
jhat内置了一个微型的HTTP/Web服务器，生成堆转储快照的分析结果后，可以在浏览器中查看。
实际上，jhat工作中不常使用。可以使用VisualVM等。
jstack：Java堆栈跟踪工具
jstack [-l] pid
#查看进程下的线程情况
top -Hp pid #线程ID转码
printf "%x\n" 线程id#定位线程
jstack -l <pid> | grep <thread-hex-id> -A 10可视化工具分析
GCview
GC日志分析工具
JVisualVM
JVisualVM功能非常强大，可以对堆内存进行dump、快照以及性能可视化分析，也可以安装插件对堆外内存进行分析
Java分析诊断神奇Arthas
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