深入理解Java虛擬機-常用vm參數分析

Java虛擬機深入理解系列全部文章更新中...

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• 深入理解Java虛擬機-常用vm參數分析
• 深入理解Java虛擬機-JVM內存分配與回收策略原理，從此告別JVM內存分配文盲
• 深入理解Java虛擬機-如何利用JDK自帶的命令行工具監控上百萬的高併發的虛擬機性能
• 深入理解Java虛擬機-如何利用VisualVM對高併發項目進行性能分析
• 深入理解Java虛擬機-你瞭解GC算法原理嗎

話不多說，今天就分析一下一些常用的Java虛擬機的參數設置，以及如何更好的使用！

1 JVM參數簡介

首先想說的是其實這些參數我們並不是陌生的，在平時的開發和使用中經常都會遇到，只是在平時缺少一個比較系統的總結，所以，對這些參數感覺是很陌生的，所以，通過這篇文章的總結，我相信你一定都會對這些參數熟稔於心，做做心中有數。

在Java虛擬機的參數中，其實可以把這些參數分爲三類，當然，這是針對JDK1.6來說的，如果對於JDK1.8，那麼就不是這麼分類的了，但是，由於這兩個版本很多常用的參數的差別是不大的，所以這篇文章就先介紹JDK1.6的VM參數。

主要可以分爲以下三類：

• 標準參數（-），所有的JVM實現都必須實現這些參數的功能，而且向後兼容。
• 非標準參數（-X），默認JVM實現這些參數的功能，但是並不保證所有JVM實現都滿足，且不保證向後兼容。
• 非Stable參數（-XX），此類參數各個JVM實現會有所不同，將來可能會隨時取消，需要慎重使用。

雖然是這麼分類的，實際上呢，非標準參數和非穩定的參數實際的使用中還是用的非常的多的，在後面的文章的介紹中你就會發現。

2 標準參數

這一類參數可以說是我們剛剛開始Java是就用的非常多的參數了，比如java -version、java -jar等等，我們在CMD中輸入java -help就可以獲得Java當前版本的所有標準參數了。

如上圖就是JDK1.8的所有標準參數了，下面我們將介紹一些我們會用的比較多的參數。

• -client

以client模式啓動JVM，這種方式啓動速度快，但運行時性能和內存管理效率不高，適合客戶端程序或者開發調試。

• -server

以server模式啓動JVM，與client情況恰好相反。適合生產環境，適用於服務器。64位的JVM自動以server模式啓動。

• -classpath或者-cp

通知JVM類搜索路徑。如果指定了-classpath，則JVM就忽略CLASSPATH中指定的路徑。各路徑之間以分號隔開。如果-classpath和CLASSPATH都沒有指定，則JVM從當前路徑尋找class。

JVM搜索路徑的順序：

1.先搜索JVM自帶的jar或zip包。

Bootstrap，搜索路徑可以用System.getProperty("sun.boot.class.path")獲得；

2.搜索JRE_HOME/lib/ext下的jar包。

Extension，搜索路徑可以用System.getProperty("java.ext.dirs")獲得；

3.搜索用戶自定義目錄，順序爲：當前目錄（.），CLASSPATH，-cp。

搜索路徑用System.getProperty("java.class.path")獲得。

System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path"));
System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"));
System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));

如上就是我電腦的JVM的路徑。

• -DpropertyName=value

定義系統的全局屬性值，如配置文件地址等，如果value有空格，則需要使用雙引號。

另外用System.getProperty("hello")可以獲得這些定義的屬性值，在代碼中也可以用System.setProperty("hello","world")的形式來定義屬性。

如鍵值對設置爲hello=world。

System.out.println(System.getProperty("hello"));

運行結果就是：

• -verbose

查詢GC問題最常用的命令之一，參數如下：
-verbose:class
輸出JVM載入類的相關信息，當JVM報告說找不到類或者類衝突時可此進行診斷。
-verbose:gc
輸出每次GC的相關情況。
-verbose:jni
輸出native方法調用的相關情況，一般用於診斷jni調用錯誤信息。

另外，控制檯輸出GC信息還可以使用如下命令：

在JVM的啓動參數中加入-XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime，按照參數的順序分別輸出GC的簡要信息，GC的詳細信息、GC的時間信息及GC造成的應用暫停的時間。

3 非標準參數

非標註的參數主要是關於Java內存區域的設置參數，所以在看這些參數之前，應該先查看Java內存區域的基礎知識，可以查看這篇文章：深入理解Java虛擬機-Java內存區域透徹分析。

非標準參數實在標準參數的基礎上的一些擴充參數，可以輸入java -X，獲得當前JVM支持的非標準參數。

從圖片中可以看出來，這些非標準的參數其實不多的，下面我們再 講解一些比較常用的參數。

• -Xmn

新生代內存大小的最大值，包括E區和兩個S區的總和。設置方法：-Xmn512m、-Xmn2g。

• -Xms

初始堆的大小，也是堆大小的最小值，默認值是總共的物理內存/64（且小於1G）。默認情況下，當堆中可用內存小於40%，堆內存會開始增加，一直增加到-Xmx的大小。

• -Xmx

堆的最大值，默認值是總共的物理內存/64（且小於1G），默認情況下，當堆中可用內存大於70%，堆內存會開始減少，一直減小到-Xms的大小。

因此，爲了避免這種浮動，所以在設置-Xms和-Xmx參數時，一般會設置成一樣的，能夠提高性能。

另外，官方默認的配置爲年老代大小:年輕代大小=2:1左右，使用-XX:NewRatio可以設置年老代和年輕代之比，例如，-XX:NewRatio=4，表示年老代:年輕代=4:1

參數實例

設置-Xms、-Xmn和-Xmx參數分別爲-Xms512m -Xmx512m -Xmn128m。同時設置新生代和老生代之比爲1:4，E:S0:S1=8:1:1。

**
 * @ClassName MethodTest
 * @Description vm參數設置：-Xms512m -Xmx512m -Xmn128m -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=8 
 * @Author 歐陽思海
 * @Date 2019/11/25 20:06
 * @Version 1.0
 **/

public class MethodTest {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        long i = 0;
        while (i < 1000000000) {
            System.out.println(i);
            list.add(String.valueOf(i++).intern());
        }
    }
}

運行之後，用VisualVM查看相關信息是否正確。

當我們沒有設置-XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=8時，使用官方默認的情況如下：

上圖可以看出，新生代（Eden Space + Survivor 0 + Survivor 1）:老年代（Old Gen）≈ 1:2。

當我們設置了-XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=8時，情況如下：

變成了新生代（Eden Space + Survivor 0 + Survivor 1）:老年代（Old Gen）≈ 1:4，Eden Space:Survivor 0: Survivor 1 = 8:1:1。

從上圖可知，堆的信息是正確的。

• -Xss

設置每個線程的棧內存，默認1M，一般來說是不需要改的。

• -Xprof

跟蹤正運行的程序，並將跟蹤數據在標準輸出輸出；適合於開發環境調試。

• -Xnoclassgc

禁用類垃圾收集,關閉針對class的gc功能；因爲其阻止內存回收，所以可能會導致OutOfMemoryError錯誤，慎用。

• -Xincgc

開啓增量gc（默認爲關閉）；這有助於減少長時間GC時應用程序出現的停頓；但由於可能和應用程序併發執行，所以會降低CPU對應用的處理能力。

• -Xloggc:file

與-verbose:gc功能類似，只是將每次GC事件的相關情況記錄到一個文件中，文件的位置最好在本地，以避免網絡的潛在問題。
若與verbose命令同時出現在命令行中，則以-Xloggc爲準。

• -Xint

在解釋模式(interpreted mode)下，-Xint標記會強制JVM執行所有的字節碼，這會降低運行速度，通常低10倍或更多。

• -Xcomp

-Xcomp參數與它（-Xint）正好相反，JVM在第一次使用時會把所有的字節碼編譯成本地代碼，從而帶來最大程度的優化。

然而，很多應用在使用-Xcomp也會有一些性能損失，當然這比使用-Xint損失的少，原因是-xcomp沒有讓JVM啓用JIT編譯器的全部功能。JIT編譯器可以對是否需要編譯做判斷，如果所有代碼都進行編譯的話，對於一些只執行一次的代碼就沒有意義了。

• -Xmixed

-Xmixed是混合模式，這是JVM默認的模式，也是推薦使用的模式。將解釋模式與編譯模式進行混合使用，由JVM自己決定。

4 非Stable參數

這類參數你一看官網以爲不能使用呢，官網給你的建議就是這些參數不穩定，慎用，其實這主要的原因還是因爲每個公司的實現都是不一樣的，所以就是導致不穩定。但是呢，在實際的使用中卻是非常的多的，而且這部分的參數很重要。

這些參數大致可以分爲三類：

• 性能參數（Performance Options）：用於JVM的性能調優和內存分配控制，如初始化內存大小的設置；
• 行爲參數（Behavioral Options）：用於改變JVM的基礎行爲，如GC的方式和算法的選擇；
• 調試參數（Debugging Options）：用於監控、打印、輸出等jvm參數，用於顯示jvm更加詳細的信息；

下面還是先羅列一些比較常用的參數，其實，這些文章很多了，這裏主要還是做一個總結，以後自己看文章的時候比較方便，如果有同行看到了文章，你可以參考參考，還是很有幫助的。

另外，選取其中的一些參數做一些例子來解釋，這樣也能夠更加的形象。

注意：以下參數都是JDK1.7及以下可以使用。

• 性能參數

參數及其默認值	描述
-XX:LargePageSizeInBytes=4m	設置用於Java堆的大頁面尺寸
-XX:MaxHeapFreeRatio=70	GC後java堆中空閒量佔的最大比例
-XX:MinHeapFreeRatio=40	GC後java堆中空閒量佔的最小比例
-XX:MaxNewSize=size	新生成對象能佔用內存的最大值
-XX:MaxPermSize=64m	老生代對象能佔用內存的最大值
-XX:NewRatio=2	新生代內存容量與老生代內存容量的比例
-XX:NewSize=2.125m	新生代對象生成時佔用內存的默認值
-XX:ReservedCodeCacheSize=32m	保留代碼佔用的內存容量
-XX:ThreadStackSize=512	設置線程棧大小，若爲0則使用系統默認值
-XX:+UseLargePages	使用大頁面內存

• 行爲參數

參數及其默認值	描述
-XX:+ScavengeBeforeFullGC	新生代GC優先於Full GC執行
-XX:+UseGCOverheadLimit	在拋出OOM之前限制jvm耗費在GC上的時間比例
-XX:-UseParNewGC	打開此開關，使用ParNew+Serial Old收集器
-XX:-UseConcMarkSweepGC	使用ParNew+CMS+Serial Old收集器對老生代採用併發標記交換算法進行GC
-XX:-UseParallelGC	啓用並行GC，使用ParallelScavenge+Serial Old收集器
-XX:-UseParallelOldGC	對Full GC啓用並行，當-XX:-UseParallelGC啓用時該項自動啓用，ParallelScavenge+Parallel Old收集器
-XX:-UseSerialGC	啓用串行GC
-XX:+UseG1GC	使用垃圾優先（G1）收集器
-XX:SurvivorRatio=n	Eden區域與Survivor區域大小之比。預設值爲8
-XX:PretenureSizeThreshold=n	直接晉升到老年代的對象大小，設置這個參數之後，大於這個參數的對象直接進入到老年代分配
-XX:MaxTenuringThreshold=n	晉升到老年代的對象年齡，每個對象在堅持過一次Minor GC之後，年齡加1，當超過這個值之後就進入老年代。預設值爲15
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy	動態調整Java堆中各個區域的大小以及進入老年代的年齡
-XX:ParallelGCThreads=n	設置並行收集器收集時使用的CPU數。並行收集線程數
-XX:MaxGCPauseMillis=n	設置並行收集最大暫停時間
-XX:GCTimeRatio=n	設置垃圾回收時間佔程序運行時間的百分比。公式爲1/(1+N)
-XX:+UseThreadPriorities	啓用本地線程優先級
-XX:-DisableExplicitGC	禁止調用System.gc()；但jvm的gc仍然有效
-XX:+MaxFDLimit	最大化文件描述符的數量限制

前面6個參數都是關於垃圾收集器的行爲參數，也是經常會用到的參數。

• 調試參數

參數及其默認值	描述
-XX:-CITime	打印消耗在JIT編譯的時間
-XX:ErrorFile=./hs_err_pid\<pid\>.log	保存錯誤日誌或者數據到文件中
-XX:HeapDumpPath=./java_pid\<pid\>.hprof	指定導出堆信息時的路徑或文件名
-XX:-HeapDumpOnOutOfMemoryError	當首次遭遇OOM時導出此時堆中相關信息
-XX:OnError="\<cmd args\>;\<cmd args\>"	出現致命ERROR之後運行自定義命令
-XX:OnOutOfMemoryError="\<cmd args\>;\<cmd args\>"	當首次遭遇OOM時執行自定義命令
-XX:-PrintClassHistogram	遇到Ctrl-Break後打印類實例的柱狀信息，與jmap -histo功能相同
-XX:-PrintConcurrentLocks	遇到Ctrl-Break後打印併發鎖的相關信息，與jstack -l功能相同
-XX:-PrintCommandLineFlags	打印在命令行中出現過的標記
-XX:-PrintCompilation	當一個方法被編譯時打印相關信息
-XX:-PrintGC	每次GC時打印相關信息
-XX:-PrintGCDetails	每次GC時打印詳細信息
-XX:-PrintGCTimeStamps	打印每次GC的時間戳
-XX:-TraceClassLoading	跟蹤類的加載信息
-XX:-TraceClassLoadingPreorder	跟蹤被引用到的所有類的加載信息
-XX:-TraceCla***esolution	跟蹤常量池
-XX:-TraceClassUnloading	跟蹤類的卸載信息
-XX:-TraceLoaderConstraints	跟蹤類加載器約束的相關信息

5 JDK8的VM參數

由於考慮到現在JDK8用的非常的廣泛，所以，接下來總結一些JDK8會使用到的參數。

查看這篇JDK8的參數文章你會發現，標準參數和非標準參數JDK8的差別並不是很大，如果有其他的參數需要使用，可以查看上面這篇文章。

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