JVM调优基础

一、JVM调优基本流程

1、划分应用程序的系统需求优先级

2、选择JVM部署模式：单JVM、多JVM

3、选择JVM运行模式

4、调优应用程序内存使用

5、调优应用程序延迟

6、调优应用程序吞吐量

二、选择JVM部署模式：单JVM、多JVM

1、单JVM

优点：不需要管理多个JVM，降低管理成本； 应用程序消耗内存数量较少

缺点：存在单点故障，一个JVM失效时，整个系统失效。

2、多JVM

优点：更好的可用性，避免单点故障；更低延迟，因为垃圾收集所产生的停顿是程序延迟的主要原因，多JVM减少了每次Full GC所需的时间。

缺点：监控、管理困难，且消耗较多的内存数量。

三、选择JVM运行模式：

1、client与server模式

-client：把应用当成客户端类程序进行优化。该选项应该在应用启动时使用，对这类应用程序而言，内存占用是最重要的性能标准，远比高吞吐量重要。

-server：把应用当成服务器类程序进行优化。适用于高吞吐量比启动时间和内存占用更重要的应用程序。

目前还有一个较新的选项：

-server -XX:TieredCompilation：结合了二者的优点，可以考虑代替-client。

2、-32与-64

使用32位JVM还是64位JVM由应用程序使用的内存来决定，基本原则如下：

0～2G：32位

2G~32G:使用-d64 -XX:+UserCompressedOops

32G以上：64位

事实上，在Java6 Update18之后，JVM根据堆大小自动启用-XX:+UserCompressedOops，因此配置时2G以内使用-32，2G以上使用-64即可。

3、选择垃圾收集器

一般情况下，使用默认的Throughput收集器即可。

四、确定内存占用

1、垃圾收集基础

（1）三个性能属性（内存占用、延迟、吞吐量）中任何一个属性性能的提高几乎都是以另一个或者2个属性的性能损失作为代价的。

（2）在程序运行中开启垃圾收集器日志可以收集GC的大量信息，从而为调优作好数据准备，以下命令用于开启GC日志：

java -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDetails -Xloggc:./test.log SignalGenerator

详细分析请见《JAVA性能优化权威指南》P194.

2、JAVA程序的内存布局

正如其它一切应用，JAVA在内存中的占用主要分为堆和栈2种，其中堆用于保存程序运行中的各种对象，栈用于保存程序的方法调用、线程调用等。

（1）栈：线程越多，方法调用层次越深，栈占用的内存就越大。

（2）堆：JVM中的堆分为三部分：新生代、老生代、永久代。

3、关于新生代、老生代、永久代。

（1）Java应用程序分配Java对象时，首先在新生代空间中分配对象。存活下来的对象，即经过几次Full GC之后还保持活跃的对象会被提升进入老生代空间。永久代空间中存放VM和Java类的元数据，以及驻留的Strings和类静态变量。

（2）新生代与老生代共用Java堆空间，永久代单独使用空间。

4、堆空间配置选项：

（1）-Xms：初始堆大小   -Xmx：最大堆大小

• 默认(MinHeapFreeRatio参数可以调整)空余堆内存小于40%时，JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制。默认(MaxHeapFreeRatio参数可以调整)空余堆内存大于70%时，JVM会减少堆直到 -Xms的最小限制。
• 上面指定的空间大小为新老生代所共用，默认情况下JVM可以根据应用程序的需要动态的扩展或者收缩。
• 关注吞吐量及延迟的应用程序应该将-Xms与-Xmx设定为同一值。这是因为无论扩展还是收缩新生代或者老生代空间都要进行Full GC。

（2）-XX:NewSize=<n>[g|m|k]   -XX:MaxNewSize=<n>[g|m|k]  -Xmn<n>[g|m|k]

分别设置新生代的默认空间大小、最大空间大小，以及若二者相等时使用-Xmn代替。

老生代不需要单独设置，用堆大小减去新生代大小即是老生代的大小

（3）-XX:PermSize=<n>[g|m|k]  -XX:MaxPermSize=<n>[g|m|k]

用于设置永久代的空间大小。

5、计算活跃数据大小

活跃数据是指应用程序处于稳定态（多次执行Full GC以后），Full GC之后Java堆中老年代和永久代所占用的空间大小。

6、Java堆大小计算法则

java堆	-Xms -Xmx	3～4倍Full GC后的老年代空间大小
永久代	-XX:PermSize -XX:MaxPermSize	1.2～1.5倍Full GC后的永久代空间大小
新生代	-Xmn	1～1.5倍Full GC后的老年代空间大小
老生代	java堆大小减去新生代大小	2～3倍Full GC后的老年代空间大小