Java启动参数、调优及分析

java启动参数共分为三类;
其一是标准参数(-),所有的JVM实现都必须实现这些参数的功能,而且向后兼容;
其二是非标准参数(-X),默认jvm实现这些参数的功能,但是并不保证所有jvm实现都满足,且不保证向后兼容;
其三是非Stable参数(-XX),此类参数各个jvm实现会有所不同,将来可能会随时取消,需要慎重使用;

一、标准参数

参数 描述
-client 设置jvm使用client模式,特点是启动速度比较快,但运行时性能和内存管理效率不高,通常用于客户端应用程序或者PC应用开发和调试
-server 设置jvm使server模式,特点是启动速度比较慢,但运行时性能和内存管理效率很高,适用于生产环境。在具有64位能力的jdk环境下将默认启用该模式,而忽略-client参数
-jar 指定以jar包的形式执行一个应用程序。
要这样执行一个应用程序,必须让jar包的manifest文件中声明初始加载的Main-class,当然那Main-class必须有public static void main(String[] args)方法
-agentlib:libname [=options] 用于装载本地lib包;
其中 libname为本地代理库文件名,默认搜索路径为环境变量PATH中的路径,options为传给本地库启动时的参数,多个参数之间用逗号分隔。在 Windows平台上jvm搜索本地库名为libname.dll的文件,在linux上jvm搜索本地库名为libname.so的文件,搜索路径环境变量在不同系统上有所不同,比如Solaries上就默认搜索LD_LIBRARY_PATH。
比如:-agentlib:hprof用来获取jvm的运行情况,包括CPU、内存、线程等的运行数据,并可输出到指定文件中;windows中搜索路径为JRE_HOME/bin/hprof.dll
-agentpath:pathname [=options] 按全路径装载本地库,不再搜索PATH中的路径;其他功能和agentlib相同;更多的信息待续,在后续的JVMTI部分会详述
-javaagent:jarpath [=options] 指定jvm启动时装入java语言设备代理。
Jarpath 文件中的mainfest文件必须有Agent-Class属性。代理类也必须实现公共的静态public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst)方法(和main方法类似)。当jvm初始化时,将按代理类的说明顺序调用premain方法;具体参见 java.lang.instrument软件包的描述
-classpath classpath 或 -cp classpath 告知jvm搜索目录名、jar文档名、zip文档名,之间用分号;分隔;使用-classpath后jvm将不再使用CLASSPATH中的类搜索路径,如果-classpath和CLASSPATH都没有设置,则jvm使用当前路径(.)作为类搜索路径。
jvm搜索类的方式和顺序为:Bootstrap,Extension,User。
Bootstrap中的路径是jvm自带的jar或zip文件,jvm首先搜索这些包文件,用System.getProperty(“sun.boot.class.path”)可得到搜索路径。
Extension是位于JRE_HOME/lib/ext目录下的jar文件,jvm在搜索完Bootstrap后就搜索该目录下的jar文件,用System.getProperty(“java.ext.dirs”)可得到搜索路径。
User搜索顺序为当前路径.、CLASSPATH、-classpath,jvm最后搜索这些目录,用System.getProperty(“java.class.path”)可得到搜索路径。
-Dproperty=value 设置系统属性名/值对,运行在此jvm之上的应用程序可用System.getProperty(“property”)得到value的值。如果value中有空格,则需要用双引号将该值括起来,如-Dname=“space string”。
该参数通常用于设置系统级全局变量值,如配置文件路径,以便该属性在程序中任何地方都可访问。
-verbose
-verbose:class
输出jvm载入类的相关信息,当jvm报告说找不到类或者类冲突时可此进行诊断
-verbose:gc 输出每次GC的相关情况
-verbose:jni 输出native方法调用的相关情况,一般用于诊断jni调用错误信息
-version 输出java的版本信息,比如jdk版本、vendor、model

二.非标准参数

参数 描述
-Xmsn 指定jvm堆的初始大小,默认为物理内存的1/64,最小为1M;可以指定单位,比如k、m,若不指定,则默认为字节。
-Xmxn 指定jvm堆的最大值,默认为物理内存的1/4或者1G,最小为2M;单位与-Xms一致。
-Xmnn 指定jvm堆中年轻代的大小
-Xssn 设置单个线程栈的大小,一般默认为512k。
-Xint 设置jvm以解释模式运行,所有的字节码将被直接执行,而不会编译成本地码。
-Xbatch 关闭后台代码编译,强制在前台编译,编译完成之后才能进行代码执行;
默认情况下,jvm在后台进行编译,若没有编译完成,则前台运行代码时以解释模式运行。
-Xbootclasspath:bootclasspath 让jvm从指定路径(可以是分号分隔的目录、jar、或者zip)中加载bootclass,用来替换jdk的rt.jar;若非必要,一般不会用到;
-Xbootclasspath /a:path 将指定路径的所有文件追加到默认bootstrap路径中;
-Xbootclasspath /p:path 让jvm优先于bootstrap默认路径加载指定路径的所有文件;
-Xcheck:jni 对JNI函数进行附加check;此时jvm将校验传递给JNI函数参数的合法性,在本地代码中遇到非法数据时,jmv将报一个致命错误而终止;使用该参数后将造成性能下降,请慎用。
-Xfuture 让jvm对类文件执行严格的格式检查(默认jvm不进行严格格式检查),以符合类文件格式规范,推荐开发人员使用该参数。
-Xnoclassgc 关闭针对class的gc功能;因为其阻止内存回收,所以可能会导致OutOfMemoryError错误,慎用;
-Xincgc 开启增量gc(默认为关闭);这有助于减少长时间GC时应用程序出现的停顿;但由于可能和应用程序并发执行,所以会降低CPU对应用的处理能力。
-Xloggc:file 与-verbose:gc功能类似,只是将每次GC事件的相关情况记录到一个文件中,文件的位置最好在本地,以避免网络的潜在问题。
若与verbose命令同时出现在命令行中,则以-Xloggc为准。
-Xprof 跟踪正运行的程序,并将跟踪数据在标准输出输出;适合于开发环境调试。
-Xrs 减少jvm对操作系统信号(signals)的使用,该参数从1.3.1开始有效;
从jdk1.3.0开始,jvm允许程序在关闭之前还可以执行一些代码(比如关闭数据库的连接池),即使jvm被突然终止;
jvm 关闭工具通过监控控制台的相关事件而满足以上的功能;更确切的说,通知在关闭工具执行之前,先注册控制台的控制handler,然后对 CTRL_C_EVENT, CTRL_CLOSE_EVENT,CTRL_LOGOFF_EVENT, and CTRL_SHUTDOWN_EVENT这几类事件直接返回true。
但如果jvm以服务的形式在后台运行(比如servlet引擎),他能接收CTRL_LOGOFF_EVENT事件,但此时并不需要初始化关闭程序;为了避免类似冲突的再次出现,从jdk1.3.1开始提供-Xrs参数;当此参数被设置之后,jvm将不接收控制台的控制handler,也就是说他不监控和处理CTRL_C_EVENT, CTRL_CLOSE_EVENT, CTRL_LOGOFF_EVENT, orCTRL_SHUTDOWN_EVENT事件。

三.非Stable参数

前面我们提到用-XX作为前缀的参数列表在jvm中可能是不健壮的,SUN也不推荐使用,后续可能会在没有通知的情况下就直接取消了;但是由于这些参数中的确有很多是对我们很有用的,比如我们经常会见到的-XX:PermSize、-XX:MaxPermSize等等;

下面我们将就Java HotSpot VM中-XX:的可配置参数列表进行描述;
这些参数可以被松散的聚合成三类:

行为参数(Behavioral Options):用于改变jvm的一些基础行为;
性能调优(Performance Tuning):用于jvm的性能调优;
调试参数(Debugging Options):一般用于打开跟踪、打印、输出等jvm参数,用于显示jvm更加详细的信息;

由于sun官方文档中对各参数的描述也都非常少(大多只有一句话),而且大多涉及OS层面的东西,很难描述清楚,所以以下是挑选了一些我们开发中可能会用得比较多的配置项;
首先来介绍行为参数:

参数 描述
-XX:-DisableExplicitGC 禁止调用System.gc();但jvm的gc仍然有效
-XX:+MaxFDLimit 最大化文件描述符的数量限制
-XX:+ScavengeBeforeFullGC 新生代GC优先于Full GC执行
-XX:+UseGCOverheadLimit 在抛出OOM之前限制jvm耗费在GC上的时间比例
-XX:-UseConcMarkSweepGC 对老生代采用并发标记交换算法进行GC(并发GC)
-XX:-UseParallelGC 启用并行GC
-XX:-UseParallelOldGC 对Full GC启用并行,当-XX:-UseParallelGC启用时该项自动启用
-XX:-UseSerialGC 启用串行GC
-XX:+UseThreadPriorities 启用本地线程优先级

上面表格中黑体的三个参数代表着jvm中GC执行的三种方式,即串行、并行、并发
串行(SerialGC) 是jvm的默认GC方式,一般适用于小型应用和单处理器,算法比较简单,GC效率也较高,但可能会给应用带来停顿;
并行(ParallelGC) 是指GC运行时,对应用程序运行没有影响,GC和app两者的线程在并发执行,这样可以最大限度不影响app的运行;
并发(ConcMarkSweepGC) 是指多个线程并发执行GC,一般适用于多处理器系统中,可以提高GC的效率,但算法复杂,系统消耗较大;

性能调优参数列表:

参数及其默认值 描述
-XX:LargePageSizeInBytes=4m 设置用于Java堆的大页面尺寸
-XX:MaxHeapFreeRatio=70 GC后java堆中空闲量占的最大比例
-XX:MaxNewSize=size 新生成对象能占用内存的最大值
-XX:MaxPermSize=64m 老生代对象能占用内存的最大值
-XX:MinHeapFreeRatio=40 GC后java堆中空闲量占的最小比例
-XX:NewRatio=2 新生代内存容量与老生代内存容量的比例
-XX:SurvivorRatio 新生代中survivor区和eden区的比例
-XX:NewSize=2.125m 新生代对象生成时占用内存的默认值
-XX:ReservedCodeCacheSize=32m 保留代码占用的内存容量
-XX:ThreadStackSize=512 设置线程栈大小,若为0则使用系统默认值
-XX:+UseLargePages 使用大页面内存

调试参数列表:

参数及其默认值 描述
-XX:-CITime 打印消耗在JIT编译的时间
-XX:ErrorFile=./hs_err_pid.log 保存错误日志或者数据到文件中
-XX:-ExtendedDTraceProbes 开启solaris特有的dtrace探针
-XX:HeapDumpPath=./java_pid.hprof 指定导出堆信息时的路径或文件名
-XX:-HeapDumpOnOutOfMemoryError 当首次遭遇OOM时导出此时堆中相关信息
-XX:OnError="" 出现致命ERROR之后运行自定义命令
-XX:OnOutOfMemoryError="" 当首次遭遇OOM时执行自定义命令
-XX:-PrintClassHistogram 遇到Ctrl-Break后打印类实例的柱状信息,与jmap -histo功能相同
-XX:-PrintConcurrentLocks 遇到Ctrl-Break后打印并发锁的相关信息,与jstack -l功能相同
-XX:-PrintCommandLineFlags 打印在命令行中出现过的标记
-XX:-PrintCompilation 当一个方法被编译时打印相关信息
-XX:-PrintGC 每次GC时打印相关信息
-XX:-PrintGC Details 每次GC时打印详细信息
-XX:-PrintGCTimeStamps 打印每次GC的时间戳
-XX:-TraceClassLoading 跟踪类的加载信息
-XX:-TraceClassLoadingPreorder 跟踪被引用到的所有类的加载信息
-XX:-TraceClassResolution 跟踪常量池
-XX:-TraceClassUnloading 跟踪类的卸载信息
-XX:-TraceLoaderConstraints 跟踪类加载器约束的相关信息

常见jar启动参数:

java -jar  -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -Xloggc:/data/logs/bank-pay/gc.log -XX:NumberOfGCLogFiles=10 -XX:GCLogFileSize=8K -verbose:gc -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/data/logs/bank-pay  -Dspring.profiles.active=prd   /data/bank-pay/i-bank-pay.jar >/data/logs/bank-pay/output &

参数说明:
-XX:+UseConcMarkSweepGC   #指定GC回收器类型
-XX:+PrintGCDetails       #打印详情
-XX:+PrintGCTimeStamps    #打印时间戳
-Xloggc:/data/logs/bank-pay/gc.log    #gc回收的日志文件路径
-XX:NumberOfGCLogFiles=10             #滚动日志个数
-XX:GCLogFileSize=8K                  #日志大小
-verbose:gc                           #输出每次GC的相关情况
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError       #当堆内存空间溢出时输出堆的内存快照
-XX:HeapDumpPath=/data/logs/bank-pay  #输出路径
-Dspring.profiles.active=prd          #环境变量的配置文件

四、阿里开源的java而分析工具(arthas)
1、官网地址:https://alibaba.github.io/arthas/quick-start.html
2、安装

wget https://alibaba.github.io/arthas/arthas-boot.jar
java -jar arthas-boot.jar

3、常用命令整理

基础命令
	help——查看命令帮助信息
	cls——清空当前屏幕区域
	session——查看当前会话的信息
	reset——重置增强类,将被 Arthas 增强过的类全部还原,Arthas 服务端关闭时会重置所有增强过的类
	version——输出当前目标 Java 进程所加载的 Arthas 版本号
	quit——退出当前 Arthas 客户端,其他 Arthas 客户端不受影响
	shutdown——关闭 Arthas 服务端,所有 Arthas 客户端全部退出
	keymap——Arthas快捷键列表及自定义快捷键

jvm相关
	dashboard——当前系统的实时数据面板
	thread——查看当前 JVM 的线程堆栈信息
	jvm——查看当前 JVM 的信息
	sysprop——查看和修改JVM的系统属性
	New! getstatic——查看类的静态属性

class/classloader相关
	sc——查看JVM已加载的类信息
	sm——查看已加载类的方法信息
	dump——dump 已加载类的 byte code 到特定目录
	redefine——加载外部的.class文件,redefine到JVM里
	jad——反编译指定已加载类的源码
	classloader——查看classloader的继承树,urls,类加载信息,使用classloader去getResource

monitor/watch/trace相关
	请注意,这些命令,都通过字节码增强技术来实现的,会在指定类的方法中插入一些切面来实现数据统计和观测,因此在线上、预发使用时,请尽量明确需要观测的类、方法以及条件,诊断结束要执行 shutdown 或将增强过的类执行 reset 命令。
	monitor——方法执行监控
	watch——方法执行数据观测
	trace——方法内部调用路径,并输出方法路径上的每个节点上耗时
	stack——输出当前方法被调用的调用路径
	tt——方法执行数据的时空隧道,记录下指定方法每次调用的入参和返回信息,并能对这些不同的时间下调用进行观测

options
	options——查看或设置Arthas全局开关

管道
	Arthas支持使用管道对上述命令的结果进行进一步的处理,如sm org.apache.log4j.Logger | grep
	grep——搜索满足条件的结果
	plaintext——将命令的结果去除颜色
	wc——按行统计输出结果

Web Console
	通过websocket连接Arthas。
	Web Console

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/m0_37886429/article/details/90666637