[转帖]JVM参数配置及调优

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JVM参数分类

jvm 参数可分为三类：

标准参数：以 “-“ 开头的参数
非标准参数：以 “-X“ 开头的参数
不稳定参数：以”-XX“ 开头的参数

标准参数

标准参数是指在各个JVM版本中基本保持不变，相对比较稳定。

标准参数统一都是以 “-“ 开头，如：

1	java -classpath E:/code -Dprofile=dev HelloWorld tom jack

注意：其中HelloWorld 是被运行的 HelloWorld.class。HelloWorld 之前就是设置的JVM标准参数（-classpath、-D），HelloWorld 之后的参数(tom、jack)是用来传给 main(String[] args) 方法的args数组变量的，两者位置不要放错。

查看所有标准参数：

打开一个命令终端，执行 java -help，就可以展示所有的JVM标准参数。

非标准参数

非标准参数表示不保证所有JVM实现都支持这些参数，在将来的JVM版本中可能会发生改变。非标准参数统一以 -X 开头，如 -Xmx20M 设置最大java堆大小，示例：

1	java -classpath E:/code -Dfile.encoding=UTF-8 -Dprofile=dev -Xmx20M HelloWorld tom jack

查看所有非标准参数：

打开一个命令终端，执行 java -X，就可以展示所有的JVM非标准参数。

不稳定参数

不稳定参数这是我们日常开发中接触到最多的参数类型，也是非标准化参数，相对来说不稳定，随着JVM版本的变化可能会发生变化，主要用于JVM调优和debug。

不稳定参数统一以 “-XX“ 开头，书写格式分为两种：

bool 类型：
- -XX:+<option>：代表启用 true
- -XX:-<option>：代表禁用 false
数值或字符串类型：
- -XX:<option>=<number>：数字如果有单位一般是兆字节的“ m”或“ M”，千字节的“ k”或“ K”以及千兆字节的“ g”或“ G”（例如32k与32768相同）
- -XX:<option>=<string>：字符串通常用于指定文件，路径或命令列表

如打印GC日志 -XX:+PrintGCDetails、设置对象最大晋升老年代的年龄 -XX:MaxTenuringThreshold=15，示例：

1	java -classpath E:/code -Dfile.encoding=UTF-8 -Dprofile=dev -Xmx20M -XX:+PrintGCDetails -XX:MaxTenuringThreshold=15 HelloWorld tom jack

查看所有不稳定参数：

执行命令终端，执行 -XX:+PrintFlagsFinal，展示所有不稳定参数。

第一列：参数类型
第二列：参数名称
第三列：”=“ 表示第四列是初始值，”:=“表示参数被用户或者JVM赋值了
第四列：参数值
第五列：参数类别

查看所有参数初始值：

执行参数-XX:+PrintFlagsInitial。相对于-XX:+PrintFlagsFinal 参数，该参数打印出的结果中第四列都是初始值。

打印已经被用户或者当前虚拟机设置过的参数：

执行参数-XX:+PrintCommandLineFlags。相当于列举出 -XX:+PrintFlagsFinal的结果中所有第三列是”:=“的参数。一般运行程序时，最好都加上该参数，可以知道该程序运行都设置过哪些JVM参数。

JVM参数配置说明

调优栈内存

堆大小典型配置参数

-Xmx：设置最大堆大小。 -Xmx3550m，设置JVM最大可用内存为3550 MB。
-Xms：设置JVM初始内存。 -Xms3550m，设置JVM初始内存为3550 MB。此值建议与-Xmx相同，避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存。
-Xmn2g：设置年轻代大小。 -Xmn2g，设置年轻代大小为2 GB。整个JVM内存大小=年轻代大小+年老代大小+持久代大小。持久代一般固定大小为64 MB，所以增大年轻代后，将会减小年老代大小。此值对系统性能影响较大，Sun官方推荐配置为整个堆的3/8。
-Xss：设置线程的栈大小。 -Xss128k，设置每个线程的栈大小为128 KB。说明：JDK 5.0版本以后每个线程栈大小为1 MB，JDK 5.0以前版本每个线程栈大小为256 KB。请依据应用的线程所需内存大小进行调整。在相同物理内存下，减小该值可以生成更多的线程。但是操作系统对一个进程内的线程个数有一定的限制，无法无限生成，一般在3000个~5000个。
-XX:NewRatio=n：设置年轻代和年老代的比值。 -XX:NewRatio=4，设置年轻代（包括Eden和两个Survivor区）与年老代的比值（除去持久代）。如果设置为4，那么年轻代与年老代所占比值为1:4，年轻代占整个堆栈的1/5。
-XX:SurvivorRatio=n：年轻代中Eden区与两个Survivor区的比值。 -XX:SurvivorRatio=4，设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值。如果设置为4，那么两个Survivor区与一个Eden区的比值为2:4，一个Survivor区占整个年轻代的1/6。
-XX:MaxPermSize=n：设置持久代大小。 -XX:MaxPermSize=16m，设置持久代大小为16 MB。
-XX:MaxTenuringThreshold=n：设置垃圾最大年龄。 -XX:MaxTenuringThreshold=0，设置垃圾最大年龄。如果设置为0，那么年轻代对象不经过Survivor区，直接进入年老代。对于年老代比较多的应用，提高了效率。如果将此值设置为较大值，那么年轻代对象会在Survivor区进行多次复制，增加了对象在年轻代的存活时间，增加在年轻代即被回收的概率。

调优回收器GC

吞吐量优先的GC典型配置参数

-XX:+UseParallelGC：选择垃圾收集器为并行收集器。 -Xmx3800m -Xms3800m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20，-XX:+UseParallelGC此配置仅对年轻代有效，即在示例配置下，年轻代使用并发收集，而年老代仍旧使用串行收集。
-XX:ParallelGCThreads：配置并行收集器的线程数，即同时多少个线程一起进行垃圾回收。此值建议配置与处理器数目相等。 -Xmx3800m -Xms3800m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20，-XX:ParallelGCThreads=20表示配置并行收集器的线程数为20个。
-XX:+UseParallelOldGC：配置年老代垃圾收集方式为并行收集。 -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseParallelOldGC，-XX:+UseParallelOldGC表示对年老代进行并行收集。说明：JDK 6.0支持对年老代并行收集。
-XX:MaxGCPauseMillis：设置每次年轻代垃圾回收的最长时间，如果无法满足此时间，JVM会自动调整年轻代大小，以满足此值。 -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMillis=100，-XX:MaxGCPauseMillis=100设置每次年轻代垃圾回收的最长时间为100 ms。
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy：设置此选项后，并行收集器自动选择年轻代区大小和相应的Survivor区比例，以达到目标系统规定的最低响应时该间或者收集频率，该值建议使用并行收集器时，并且一直打开。 -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMillis=100 -XX:+UseAdaptiveSizePolicy

响应时间优先的GC典型配置参数

-XX:+UseConcMarkSweepGC：设置年老代为并发收集。配置了-XX:+UseConcMarkSweepGC，建议年轻代大小使用-Xmn设置。 -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC
-XX:+UseParNewGC：设置年轻代为并行收集。可与CMS收集同时使用。说明：JDK 5.0以上版本，JVM根据系统配置自行设置，无需再设置此值。 -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：由于并发收集器不对内存空间进行压缩、整理，所以运行一段时间以后会产生“碎片”，使得运行效率降低。此值设置运行多少次GC以后对内存空间进行压缩、整理。 -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection，-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5，表示运行GC5次后对内存空间进行压缩、整理。
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：打开对年老代的压缩。该值可能会影响性能，但是可以消除碎片。 -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection

用于辅助的GC典型配置参数

-XX:+PrintGC：用于输出GC日志。
-XX:+PrintGCDetails：用于输出GC日志。
-XX:+PrintGCTimeStamps：用于输出GC时间戳（JVM启动到当前日期的总时长的时间戳形式）。示例如下：0.855: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 33280K->5118K(38400K)] 33280K->5663K(125952K), 0.0067629 secs] [Times: user=0.01 sys=0.01, real=0.00 secs]
-XX:+PrintGCDateStamps：用于输出GC时间戳（日期形式）。示例如下：2022-01-27T16:22:20.885+0800: 0.299: [GC pause (G1 Evacuation Pause) (young), 0.0036685 secs]
-XX:+PrintHeapAtGC：在进行GC前后打印出堆的信息。
-Xloggc:../logs/gc.log：日志文件的输出路径。

JVM内存配置最佳实践

当设置的JVM堆空间过小时，程序会出现系统内存不足OOM（Out of Memory）的问题。特别是在容器环境下，不合理的JVM堆参数设置会导致各种异常现象产生，例如应用堆大小还未到达设置阈值或规格限制，就因为OOM导致重启等。

通过MaxRAMPercentage限制堆大小（推荐）

在容器环境下，Java只能获取服务器的配置，无法感知容器内存限制。可以通过设置-Xmx来限制JVM堆大小，但该方式存在以下问题：

当规格大小调整后，需要重新设置堆大小参数。
当参数设置不合理时，会出现应用堆大小未达到阈值但容器OOM被强制关闭的情况。

应用程序出现OOM问题时，会触发Linux内核的OOM Killer机制。该机制能够监控占用过大内存，尤其是瞬间消耗大量内存的进程，然后它会强制关闭某项进程以腾出内存留给系统，避免系统立刻崩溃。

推荐的JVM参数设置：

1	-XX:+UseContainerSupport -XX:MaxRAMPercentage=70.0 -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:/home/admin/nas/gc-${POD_IP}-$(date '+%s').log -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/home/admin/nas/dump-${POD_IP}-$(date '+%s').hprof

参数说明如下：

参数	说明
-XX:+UseContainerSupport	使用容器内存。允许JVM从主机读取cgroup限制，例如可用的CPU和RAM，并进行相应的配置。当容器超过内存限制时，会抛出OOM异常，而不是强制关闭容器。
-XX:MaxRAMPercentage	设置JVM使用容器内存百分比。由于存在系统组件开销，建议最大不超过75.0，推荐设置为70.0。
-XX:+PrintGCDetails	输出GC详细信息。
-XX:+PrintGCDateStamps	输出GC时间戳。日期形式，例如2019-12-24T21:53:59.234+0800。
-Xloggc:/home/admin/nas/gc-${POD_IP}-$(date '+%s').log	GC日志文件路径。需保证Log文件所在容器路径已存在，建议您将该容器路径挂载到NAS目录，以便自动创建目录以及实现日志的持久化存储。
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError	JVM发生OOM时，自动生成DUMP文件。
-XX:HeapDumpPath=/home/admin/nas/dump-${POD_IP}-$(date '+%s').hprof	DUMP文件路径。需保证DUMP文件所在容器路径已存在，建议您将该容器路径挂载到NAS目录，以便自动创建目录以及实现日志的持久化存储。

该特性支持JDK 8u191+、JDK 10及以上版本。
如果您没有将文件挂载到NAS目录，必须保证/home/admin/nas路径存在，否则不会产生日志。

通过Xms Xmx限制堆大小

可以通过设置-Xms和-Xmx来限制堆大小，推荐的JVM参数设置：

1	-Xms2048m -Xmx2048m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:/home/admin/nas/gc-${POD_IP}-$(date '+%s').log -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/home/admin/nas/dump-${POD_IP}-$(date '+%s').hprof

参数说明如下：

参数	说明
-Xms	设置JVM初始内存大小。建议与-Xmx相同，避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存。
-Xmx	设置JVM最大可用内存大小。为避免容器OOM，请为系统预留足够的内存大小。

推荐的堆大小设置：

内存规格大小	JVM堆大小
1 GB	600 MB
2 GB	1434 MB
4 GB	2867 MB
8 GB	5734 MB

常见问题

容器出现137退出码的含义是什么？当容器使用内存超过限制时，会出现容器OOM，导致容器被强制关闭。此时业务应用内存可能并未达到JVM堆大小上限，所以不会产生Dump日志。建议您调小JVM堆大小的上限，为容器内其他系统组件预留足够多的内存空间。

堆大小和规格内存的参数值可以相同吗？不可以。因为系统自身组件存在内存开销，例如使用SLS进行日志收集时会占用一小部分的内存空间，所以不能将JVM堆大小设置为和规格内存大小相同的数值，需要为这些系统组件预留足够的内存空间。
在JDK 8版本下设置-XX:MaxRAMPercentage值为整数时报错怎么处理？这是JDK 8的一个Bug。具体信息，请参见Java Bug Database。例如，在JDK 8u191版本下，设置-XX:MaxRAMPercentage=70，这时JVM会启动报错。

解决方案如下：

方式一：设置-XX:MaxRAMPercentage为70.0。-XX:InitialRAMPercentage或-XX:MinRAMPercentage参数值同样不可设置为整数，需按照浮点数形式来设置。
方式二：升级JDK版本至JDK 10及以上版本。