01-JVM参数选项类型
类型一：标准参数选项
特点
比较稳定，后续版本基本不会变化
以-开头
各种选项
运行java或者java -help可以看到所有的标准选项
补充内容 -server与-client
HotSpot JVM有两种模式，分别是server是client，分别通过-server和client，分别通过-server和-client模式设置
- 在32位Windows系统上，默认使用Client类型的JVM。要想使用Server模式，则机器配置至少有2个以上的CPU和2G以上的物理内存。client模式适用于对内存要求较小的桌面应用程序，默认使用Serial串行垃圾收集器。
- 64位机器上只支持server模式的JVM，适用于需要大内存的应用程序，默认使用并行垃圾收集器
关于server和client的官网介绍为：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/vm/server-class.html
类型二：-X参数选项
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
各种选项
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
JVM的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便器成本地代码，然后再执行
-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及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。
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
查看改参数的时候，应该使用initialHeapSize，例如jinfo flag
-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
类型三
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
作用
用于开发和调试JVM
分类
Boolean类型格式
-XX: +表示启用option属性
-XX:+表示禁用option属性
举例
-XX: +UseParallelGC 选择垃圾收集器为并行受气
-XX:+UseG1GC 表示启用G1收集器
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy 自动选择年轻区大小和相应的Survivor区比例
说明：因为有的指令默认时开启的，所以可以使用-关闭
非Boolean类型格式（key-value类型）
子类型1：数值型格式-XX: =
number表示数值，number可以带上单位，比如：‘m’、’M’
例如：
-XX:NewSize=1024m 表示设置新生代初始大小为1024兆
-XX:MaxGCPauseMillis=500 表示设置GC停顿时间：200毫秒
-XX:GCTimeRatio=19 表示设置吞吐量
-XX:NewRatio=2表示新生代与老年代的比例
子类型2：非数值型格式-XX: =
例如：
-XX:HeapDumpPath=/usr/local/headdump.hprof 用来指定heap转存的存储路径。
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:UnlockExpermentalVMOptions使用
02-添加JVM参数选项
运行Jar包
java -Xms50m -Xmx50m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -jar demo.jar
程序运行过程中
使用jinfo -flag = 设置非Boolean类型参数
使用jinfo -flag [+|-] 设置Boolean类型参数
03 常用的JVM参数选项
打印设置的XX选项及值
| 选项 | 说明 |
|---|---|
| -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选型 |
| -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 |
| -XX:+PrintVMOptions | 打印JVM的参数 |
堆、栈、方法区等内存大小设置
栈
| 选项 | 说明 |
|---|---|
| -Xss128k | 等价于-XX:ThreadStackSize，设置每个线程的栈大小为128k |
堆内存
| 选项 | 说明 |
|---|---|
| -Xms3550m | 等价于-XX:InitialHeapSize，设置JVM初始堆内存为3500M |
| -Xmx3550m | 等价于-XX:MaxHeapSize，设置JVM最大堆内存为3500M |
| -Xmn2g | 设置年轻代大小为2G，即等价于-XX:NewSize=2g -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 |
| -XX:+UseAdaptiveSizePolicy | 自动选择各区大小比例，默认开启 |
| -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 |
| -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 |
| -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 |
-XX:SurvivorRatio=8说明
只有显式使用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说明
1、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
2、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，那就使用我自己的
没有显示使用Eden区和Survivor区的比例，无论打开或者关闭-XX:+UseAdaptiveSizePolicy，都会自动设置Eden区和Survivor区的比例结论：
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，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
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
方法区
永久代
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| -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
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| -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 |
直接内存
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| -XX:MaxDirectMemorySize | 指定DirectMemory容量，若未指定，则默认与Java堆最大值一样 |
OutOfMemory相关的选项
-XX:+HeapDumpOnOutMemoryError(在出现OOM的时候
生成dump文件)和-XX:+HeapDumpBeforeFullGC(在出现Full GC的时候生成dump文件)只能设置1个
，如果不设置-XX:HeapDumpPath=，那么将会在当前目录下生成dump文件，如果设置的话，将会在指定位置生成dump文件
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| -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=
|
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 |
-XX:OnOutOfMemoryError示例：
-XX:OnOutOfMemoryError=/opt/Server/restart.sh
垃圾收集器相关选项
查看默认的垃圾回收器
- -XX:+PrintCommandLineFlags查看命令行相关参数（包含使用的垃圾收集器）
- 使用命令行指令：jinfo -flag 相关垃圾回收器参数 进程ID
以上两种方式都可以查看默认使用的垃圾回收器，第一种方式需要程序的支持；第二种方式需要去尝试，如果使用了返回值中有+号，否则就是-号。
Serial回收器
Serial收集器作为HotSpot中Client模式下的默认新生代垃圾收集器。Serial Old是运行在Client模式下默认的老年代的垃圾收集器。
-XX:UseSerialGC
指定年轻代和老年代都使用串行收集器。等价于：新生代用Serial GC，且老年代用Serial Old GC。可以获得最高的单线程收集效率。
Parnew回收器
-XX:+UseParNewGC
手动指定使用ParNew收集器执行内存回收任务。它表示年轻代使用并行收集器，不影响老年代。
-XX:ParallerlGCThreads设置年轻代并行收集器的线程数。一般地，最好与CPU数量相等，以避免过多的线程数影响垃圾收集性能。
- 在默认情况下，当CPU数量小于8时，ParallelGCThreads的值等于CPU数量。
- 在CPU数量大于8个，ParallelGCThreads的值等于3+[5 * CPU_Count] / 8
Parallel回收器
-XX:+UseParallelGC 手动指定年轻代使用Parallel并行收集器执行垃圾回收任务。
-XX:+UseParallelOldGC 手动指定老年代都是使用并行回收收集器
分别适用于新生代和老年代。默认jdk8是开启的。
- 分别适用于新生代和老年代。默认jdk8是开启的。
- 上面两个参数，默认开启一个，另一个也会被开启。（互相激活）
-XX:ParallelGCThreads 设置年轻代并行收集器的线程数。一般地，最好与CPU数量相等，以避免线程数过多影响垃圾收集性能。
- 在默认情况下，当CPU数量小于8个，ParallelGCThreads的值等于CPU数量。
- 当CPU数量大于8个，ParellelGCThreads的值等于3+[5*CPU_Count]/8。
-XX:MaxGCPauseMillis设置垃圾回收器的最大停顿时间（即STW的时间）。单位是毫秒。
- 为了尽可能地把停顿时间控制在MaxGCPauseMillis以内，收集器会在工作时调整Java堆的大小或者一些其他的参数。
- 对于用户来讲，停顿时间越短体验越好。但是在服务器短，我们注重高并发，整体的吞吐量。所以服务器端适合Parallel，进行控制。
- 该参数使用需谨慎。
-XX:GCTimeRatio 垃圾收集器时间占总运行时间的比例（=1 / (X+1)）。用于衡量吞吐量大小。
- 取值范围（0,100）。默认99，也就是垃圾回收时间不超多1%。
- 与前一个-XX:MaxGCPauseMillis参数有一定的矛盾性。暂停时间越长，Radio参数就越容易超过设定的比例。
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy 设置Parallel Scavenge收集器具有自适应调节策略
- 在这种模式下，年轻代的大小、Eden和Survivor的比例、晋升老年代的对象年龄等参数会被自动调整，已达到在堆大小、吞吐量和停顿时间之间的平衡点。
- 在手动调优比较困难的场合，可以直接使用这种自适应的方式，仅指定虚拟机的最大堆、目标的吞吐量（GCTimeRatio）和停顿时间（MaxGCPauseMillis），让虚拟机自己完成调优工作。
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
CMS回收器
-XX:+UseConcMarkSweepGC 手动指定使用CMS收集器执行内存回收任务。
- 开启该参数后会自动将-XX:+UseParkNewGC打开。即ParNew（Young区用）+CMS（Old区用）+Serial Old的组合。
–XX:CMSInitiatingOccupanyFraction设置堆内存使用率的阈值，一旦达到该阈值，便开始进行回收。
- JDK5及以前版本的默认值为68，即当老年代的空间使用率达到68%时，会执行一次CMS回收。JDK6及以上版本默认值为92%。
- 如果内存增长缓慢，可以设置一个稍大的值，大的阈值可以有效降低CMS的触发频率，减少老年代回收的次数可以较为明显的改善应用程序性能。反之，如果应用程序内存使用率增长很快，则应该降低这个阈值，以避免频繁触发老年代的串行收集器。因此通过该选项可以有效降低Full GC的执行次数。
–XX:+UseCMSCompactAtFullGollection 用于指定在执行完Full GC后对内存空间进行压缩整理，以此避免内存对象的产生。不过由于内存压缩整理过程无法并发执行，所带来的问题就是停顿时间变得更长了。
–XX:CMSFullGCsBeforeCompaction 设置在执行多少次Full GC后对内存空间进行压缩整理。
–XX:ParallelCMSThreads 设置CMS线程数量。
- CMS默认启动的线程数是（ParallelGCThreads+3）/4 ，ParallelGCThreads是年轻代并行收集器的线程数。当CPU资源比较紧张时，受到CMS收集器线程的影响，应用程序的性能在垃圾回收阶段可能会非常糟糕。
特别参数：
特别说明：
- JDK9新特性：CMS被标记Deprecate了（JEP291)
- 如果对JDK 9及以上版本的HotSpot虚拟机使用参数-XX:+UseConcMarkSweepGC来开启CMS收集器的话，用户会收到一个警告信息，提示CMS未来将会被废弃
- JDK 14新特性：删除CMS垃圾回收器（JEP363）
- 溢出了CMS垃圾收集器，如果在JDK14中使用-XX:+UseConcMarkSweepGC的话，JVM不会报错，只是给一个warning信息，但是不会exit。JVM会自动回退以默认GC方式启动JVM
G1回收器
-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的大小。值是2的幂，范围是1MB到32MB之间，目标是根据最小的Java堆大小划分出2048个区域。默认是堆内存的1/2000。
-XX:MaxGCPauseMillis：
- 设置期望达到的最大GC停顿时间指标（JVM会尽力实现，但不保证达到）。默认值是200ms
-XX：ParallelGCThread
- 设置STW时GC线程数的值。最多设置为8
-XX：ConcGCThreads
- 设置并发标记的线程数。将n设置为并行垃圾回收线程数（ParallelGCThreads）的四分之一左右。
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent
- 设置触发并发周期的Java堆占用率。超过此值，就触发GC。默认值是45。
-XX:G1NewSizePercent、-XX:G1MaxNewSizePercent
- 新生代占用整个堆内存的最小百分比（默认5%）、最大百分比（默认60%）
-XX:G1ReservePersent=10
- 保留内存区域，防止 to space（Survivor中的to区）溢出。
如果使用G1垃圾收集器，不建议设置-Xmn和-XX:NewRatio，毕竟可能影响G1的自动调节
怎么选择垃圾收集器
- 有限调整堆的小让JVM自适应完成。
- 如果内存小于100M，使用串行收集器
- 如果是单核、单机程序，并且没有停顿时间的要求，串行收集器
- 如果是多CPU、需要高吞吐量、允许停顿时间超过1秒，选择并行或者JVM自己选择
- 如果是多CPU、追求低停顿时间，需要快速响应（比如延迟不能超过1秒，如互联网应用），使用并发收集器。官方推荐G1，性能高。现在互联网的项目，基本都是使用G1
特别说明：
- 没有最好的收集器，更没有万能的收集；
- 调优永远是针对特定场景、特定需求，不存在一劳永逸的收集器
GC日志相关选项
常用参数
| 参数 | 说明 | 是否可以独立使用 |
|---|---|---|
| -verbose:gc | 输出日志信息，默认输出的标准输出 | 是 |
| -XX:+PrintGC | 等同于-verbose:gc 表示打开简化的日志 |
是 |
| -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 |
是 |
| -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 | 是 |
| -XIoggc: | 把GC日志写入到一个文件中去，而不是打印到标准输出中 | 是 |
其他参数
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| -XX:TraceClassLoading | 监控类的加载 |
| -XX:PrintGCApplicationStoppedTime | 打印GC时线程的停顿时间 |
| -XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime | 垃圾收集之前打印出应用未中断的执行时间 |
| -XX:+PrintReferenceGC | 记录回收了多少种不同引用类型的引用 |
| -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:+UseGCLogFileRotation | 启用GC日志文件的自动转储 |
| -XX:NumberOfGCLogFiles=1 | GC日志文件的循环数目 |
| -XX:GCLogFileSize=1M | 控制GC日志文件的大小 |
其他参数
| 参数 | 说明 |
|---|---|
| -XX:+DisableExplicitGC | 禁用hotspot执行System.gc()，默认禁用 |
| -XX:ReservedCodeCacheSize=[g、m、k] -XX:InitialCodeCacheSize=[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 |
04-通过Java代码获取JVM参数
Java提供了java.lang.management包用于监视和管理Java虚拟机和Java运行时中的其他组件，它允许本地和远程监控和管理运行的Java虚拟机。其中managementFactory这个类还是挺常用的。另外还有Runtime类也可以获取一些内存、CPU核数等相关的数据。
通过这些api可以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。
public class MemoryMonitor {
public static void main(String[] args) {
MemoryMXBean memoryMXBean = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
MemoryUsage usage = memoryMXBean.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: " + memoryMXBean.getHeapMemoryUsage());
System.out.println("Non-Heap Memory Usage: " + memoryMXBean.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
}
}