常用的JVM配置参数

一、Trace 跟踪参数

　　在Eclipse中，如何打开GC的监控日志
　　　　选择菜单栏Run -> Run Configurations -> Java Application -> 选择自己的项目 -> 在右侧找到Arguments选项卡 -> 在VM arguments中填写参数，具体参数在下面会有说明。

　　　　根据右侧Main的project和下面Main class确定自己监控的main方法

　　　　在右侧找到Arguments选项卡 -> 在VM arguments中填写参数

• -verbose:gc(打开GC的跟踪日志)

• -XX:+printGC(打开GC的log的开关，简要日志)

　　　　上图为我自己的一个小项目中的gc简要的日志信息 其中 9865k 表示在堆中GC之前使用了9865k的空间，2891k 表示GC之后使用2891k的空间，剩空间为19456k ，本次GC使用的时间为0.0021802 secs

• -XX:+PrintGCDetails(打印GC的详细信息)

　　　　上图我们以第二条为例：PSYoungGen表示新生代 GC之前为9214k，GC之后为 1016K，新生代总大小为9216k，GC所使用的时间为0.0016505 secs。而后面的信息则为上面简要信息中的内容。user 总计本次 GC 总线程所占用的总 CPU 时间 ，sys – OS 调用 or 等待系统时间，real – 应用暂停时间，如果GC 线程是 Serial Garbage Collector单线程的方式的话，  real time 等于user 和 system 时间之和.

（def new generation）新生代
（total 13824K）共有13824K空间可用，（used 11223K）有11223K被使用。
（eden space 12288k.91%）伊甸区 对象出生的地方有 12288K 的空间，有91%已经被占用
（from space 1536K，0%）s0区 1536K空间，被占用为0
（to space 1536K，0%）s0区 1536K空间，被占用为0
（tenured generation）老年代
（the space 5120K，0%）有5120K空间被占用为0
（compacting perm gen）永久代
（the space 12288k，1%）有12288K空间被占用为1%，在jdk5.0之后在串行GC下有一个永久区共享，打开共享之后一些基础的java类可用被所有的jvm共同使用，所以被占用率较小.
（ro space 10240K，44%）只读共享区间 有10240K空间 44%被占用
（rw space 12288K，52%）可读可写共享区间 有12288K空间，52%被占用

（而最后[]号中的3个值为地址值，分别表示当前内存区域的地址开始地址，当前地址，最大地址上限）

　　上图为我自己获取到的jvm日志信息，永久代被删除，取而代之的是Metaspace 元数据区域，这是 java8 所做的替换。

持久代中存的内容：

1. JVM中类的元数据在Java堆中的存储区域。
2. Java类对应的HotSpot虚拟机中的内部表示。
3. 类的层级信息，字段，名字。
4. 方法的编译信息及字节码。
5. 变量
6. 常量池和符号解析

元空间的特点：

1. 充分利用了Java语言规范中的好处：类及相关的元数据的生命周期与类加载器的一致。
2. 每个加载器有专门的存储空间
3. 只进行线性分配
4. 不会单独回收某个类
5. 省掉了GC扫描及压缩的时间
6. 元空间里的对象的位置是固定的
7. 如果GC发现某个类加载器不再存活了，会把相关的空间整个回收掉

• -XX:+PrintGCTimeStamps(打印GC发生的时间戳)

• -Xloggc:log/ge.log(指定GC.log的位置，以文件形式输出)
• -XX:+PrintHeapAtGC（每一次GC后都打印出堆信息）

　　 Heap before GC 表示GC之前的堆信息
　　 Heap after GC 表示GC之后的堆信息

• -XX:+TraceClassLoading（监控类加载，可以在程序运行时检出哪些类被加载了）

• -XX:+PrintClassHistogram（加入此参数，在运行时不会有其他东西输出，但是在按下Ctrl+Break后可以打印出类的信息，类的直方图）

　　上述4个列分别代表了（num）序号,（instances）实例数量,(bytes)总占用空间，（class name）类型
　　　　（[B）有890617个byte数组，占用了470266000的空间
　　　　（java.util.HashMap$Node）hashMap的结点有890643个占用21375432的空间

二、堆的分配参数

• -Xmx（最大堆的空间）
• -Xms（最小堆的空间）

System.out.println("系统最大使用空间：Xmx=" + Runtime.getRuntime().maxMemory()/1024.0/1024 + "M");
System.out.println("系统可用空间：free mem=" + Runtime.getRuntime().freeMemory()/1024.0/1024 + "M");
System.out.println("系统中分配到的空间：total mem=" + Runtime.getRuntime().totalMemory()/1024.0/1024 + "M");

　　 我们可以通过上述代码来获取系统中实际使用的空间大小。

　　我们可以看到，我的系统中最大堆空间为18.0M，系统分配到的空间为9.5M，是比较接近于我们自己设置的值，系统目前可用空间为7.9M，此时系统存在可用空间。
　　当我在我的系统中加入一行代码，创建一个1M的byte数组

byte []b = new byte[1024*1024*1];

　　此时发现，系统可用空间整好少了1M，而总空间和系统中分配到的空间还是没变的，如果我们的系统使用的空间是小于系统分配的空间时，系统分配空间会尽可能维持在最小空间10M附近，只有系统使用的空间大于10M后，系统分配空间才会去扩展。我们在代码中创建一个10M的byte数组来看。

　　此时，系统使用的空间肯定是大于10M的，所以我们的系统分配的空间已经扩展到了16M.如果我们创建一个大于20Mbyte的话就会发生OOM了，因为系统已经限制最大空间为20M。

• -Xmn (设置新生代的大小)
• -XX:NewRatio（设置新生代和老年代的比值，如果设置为4则表示（eden+from（或者叫s0）+to（或者叫s1））： 老年代 =1：4），即年轻代占堆的五分之一
• -XX:SurvivorRatio（设置两个Survivor（幸存区from和to或者叫s0或者s1区）和eden区的比），8表示两个Survivor：eden=2:8，即Survivor区占年轻代的五分之一

　　  下面来看一个例子（jdk6）

//将jvm参数设置为-Xmx20m -Xms20m -Xmn1m -XX:+PrintGCDetails（将新生代的大小设置为1M）
byte []b = null;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    b = new byte[1024*1024*1];
}

　   上图为堆信息，没有发生过GC，新生代只有896K，1Mbyte无法分配到新生区，所以所有的数据都被分配到老年代，老年代的内存被占用的为10240K正好是byte的大小。
　　我们将上述代码的新生代的内存进行扩大，调整到15M -Xmx20m -Xms20m -Xmn15m -XX:+PrintGCDetails

　　我们发现修改新生代之后也没有发生GC，而是将数据全部分配到了新生代13824K，老年代却没有使用。

　　我们将上述代码的新生代的内存进行减小，调整到不大不小的位置，调整到7M -Xmx20m -Xms20m -Xmn7m -XX:+PrintGCDetails

　　此时发现GC被触发了2次，第一次回收了3M左右，第二次回收了4M左右，此时发现新生代被使用1139K，老年代被使用2507K，因为form to（s0 s1）区域的大小为704K，不足1M所以才GC时还是有一部分数据被放入了老年代。

　　接下来，我们将幸存代的大小进行调整from：to：endn=1：1：2， -Xmx20m -Xms20m -Xmn7m XX:SurvivorRatio=2 -XX:+PrintGCDetails

　　此时幸存代可以正常使用，GC发生了3次。第一次回收了1M，第二次回收了3M，第三次回收了3M，新生代占用了3M，此时新产生的数据没有进入到老年代。

　  接下来，继续调整新生代和老年代的比例为1， -Xmx20m -Xms20m  -XX:NewRatio=1 XX:SurvivorRatio=2 -XX:+PrintGCDetails

　　此时GC进行了2次回收第一次回收了3M，第二次回收了4M，还有3M在新生代，也没有数据进入老年代，并且GC只执行了2次，所以对于上一种配置效率就有所提高，因为GC时很消耗效率的。幸存代空间越大，对系统资源的浪费还是挺严重的，所以合理的分配幸存代，堆系统的效率也会有很大的帮助。

　　接下来，继续调整幸存代的大小进行调整from：to：endn=1：1：3， -Xmx20m -Xms20m  -XX:NewRatio=1 XX:SurvivorRatio=3 -XX:+PrintGCDetails，此时，from和to的幸存区有2M，而endn区有6M

　　此时GC只进行了1次，我们对幸存代的大小进行了合理的减小，这样更有利于内存的合理使用。

• -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError(将OOM时的堆信息导出到文件)
  如果系统出现OOM一般情况系统有可能会down掉，但是我们排查问题时需要场景重现是比较困难的，所以当我们输出了OOM的异常时，就可以直接查看，找出导致OOM的原因
• -XX:+HeapDumpPath=XXXX(导出OOM堆信息文件的路径)

• -XX:OnOutOfMemoryError(在系统出现OOM时，执行一个脚本，可以发送邮件，报警或者是重启程序)
• -XX:PermSize（设置永久代的初始空间大小）
• -XX:MaxParmSize（设置永久代的最大空间）

　　　　在使用CGLIB等库的时候，可能会产生大量的类，这些类就有可能会撑爆永久区导致OOM
　　　　我们来看下面实例：

for (int i = 0; i < 100000; i++) {
    CglibBean c = new CglibBean(new HashMap<String, String>());
}

　　当发生OOM时，我们发现永久区的空间已经是满了，然后发生GC时永久区的内容也无法被回收，所以导致了OOM，此时新生代只占用了2%，老难带占用了20%，而老年代使用率为99%.

总结：

• 根据实际事情调整新生代和幸存代的大小，因为各个系统的情况都不一样，所以需要自己调试而找到一个相对较优的分配方案。
• 官方推荐新生代占堆的3/8
• 幸存代占新生代的1/10
• 在OOM时，及得Dump出堆，确保可以排查现场问题
• 在堆空间没有使用完时也有可能会产生OOM，此时有可能是永久代被撑爆。

三、栈大小的分配

栈是每一个线程都有的，他是线程私有的一块内存区域.栈中主要是由帧组成，而帧中是每个方法的局部变量表，操作数表，和指向常量池的引用和返回地址等组成。一般只有几百K，但是它的大小决定了线程的多少和调用函数的深度，而且每个线程都有独立的栈空间。

• -Xss（设置栈空间的大小）
  下面看一个简单的例子：首先我们将栈空间设置为128K

private static int count = 0;
public static void recursion(long a, long b, long c) {
    long e = 1, f = 2, g = 3, h = 4, i = 5, j = 6, k = 7, l = 8, m = 9;
    count ++;
    recursion(a, b, c);
}

public static void main(String[] args) {
    try {
        recursion(1, 2, 3);
    } catch (Throwable e) {
        System.out.println("deep of calling = " + count);
        e.printStackTrace();
    }
}

　　此时只执行了323次的递归。

　　然后我们将栈空间扩大到256K再来看结果：

　    此时递归执行竟然扩大到了1019，接近3倍，那么说明方法执行的深度由栈空间的大小所决定。

　　然后我们将局部变量e之后的局部变量都清除再来看结果：

　　我们发现，递归次数再次增加。此处说明方法执行的深度也由方法内局部变量表的个数所决定。

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