JVM参数详解以及配置调优

基本概念：

　　PermGen space：全称是Permanent Generation space。就是说是永久保存的区域,用于存放Class和Meta信息，Class在被Load的时候被放入该区域。

　　Heap space：存放Instance。GC(Garbage Collection)应该不会对PermGen space进行清理，所以如果你的APP会LOAD很多CLASS的话，就很可能出现PermGen space错误。

　　Java Heap分为3个区，Young，Old和Permanent。Young保存刚实例化的对象。当该区被填满时，GC会将对象移到Old区。Permanent区则负责保存反射对象。

JVM有2个GC线程：

第一个线程负责回收Heap的Young区。

　　第二个线程在Heap不足时，遍历Heap，将Young 区升级为Older区。Older区的大小等于-Xmx减去-Xmn，不能将-Xms的值设的过大，因为第二个线程被迫运行会降低JVM的性能。

为什么一些程序频繁发生GC？有如下原因：

1） 程序内调用了System.gc()或Runtime.gc()。

　　2） 一些中间件软件调用自己的GC方法，此时需要设置参数禁止这些GC。

　　3） Java的Heap太小，一般默认的Heap值都很小。

　　4） 频繁实例化对象，Release对象。此时尽量保存并重用对象，例如使用StringBuffer()和String()。

　　如果你发现每次GC后，Heap的剩余空间会是总空间的50%，这表示你的Heap处于健康状态。许多Server端的Java程序每次GC后最好能有65%的剩余空间。

　　建议Server端JVM最好将-Xms和-Xmx设为相同值。为了优化GC，最好让-Xmn值约等于-Xmx的1/3。一个GUI程序最好是每10到20秒间运行一次GC，每次在半秒之内完成。

　　增加Heap的大小虽然会降低GC的频率，但也增加了每次GC的时间。并且GC运行时，所有的用户线程将暂停，也就是GC期间，Java应用程序不做任何工作。

　　Heap大小并不决定进程的内存使用量。进程的内存使用量要大于-Xmx定义的值，因为Java为其他任务分配内存，例如每个线程的Stack等。

Stack的设定：

每个线程都有他自己的Stack。

　　-Xss 每个线程的Stack大小

　　Stack的大小限制着线程的数量。如果Stack过大就会导致内存溢漏。-Xss参数决定Stack大小，例如-Xss1024K。如果Stack太小，也会导致Stack溢漏。

　　硬件环境也影响GC的效率，例如机器的种类，内存，swap空间，和CPU的数量。

　　如果你的程序需要频繁创建很多transient对象，会导致JVM频繁GC。这种情况你可以增加机器的内存，来减少Swap空间的使用。

4种GC：

第一种为单线程GC，也是默认的GC。该GC适用于单CPU机器。

第二种为Throughput GC，是多线程的GC，适用于多CPU，使用大量线程的程序。第二种GC与第一种GC相似，不同在于GC在收集Young区是多线程的，但在Old区和第一种一样，仍然采用单线程。-XX:+UseParallelGC参数启动该GC。

第三种为Concurrent Low Pause GC，类似于第一种，适用于多CPU，并要求缩短因GC造成程序停滞的时间。这种GC可以在Old区的回收同时，运行应用程序。-XX:+UseConcMarkSweepGC参数启动该GC。

第四种为Incremental Low Pause GC，适用于要求缩短因GC造成程序停滞的时间。这种GC可以在Young区回收的同时，回收一部分Old区对象。-Xincgc参数启动该GC。

部分JVM参数配置：

1、 heap size

a: -Xmx<n>

指定 jvm 的最大 heap 大小，如：-Xmx=2g

b: -Xms<n>

指定 jvm 的最小 heap 大小，如：-Xms=2g，高并发应用建议和-Xmx一样，防止因为内存收缩/突然增大带来的性能影响。

c: -Xmn<n>

指定 jvm 中 New Generation 的大小，如：-Xmn256m。 这个参数很影响性能，如果你的程序需要比较多的临时内存，建议设置到512M，如果用的少，尽量降低这个数值，一般来说128/256足以使用了。

d: -XX:PermSize=<n>

指定 jvm 中 Perm Generation 的最小值，如：-XX:PermSize=32m。 这个参数需要看你的实际情况，可以通过jmap 命令看看到底需要多少。

e: -XX:MaxPermSize=<n>

指定 Perm Generation 的最大值，如：-XX:MaxPermSize=64m

f: -Xss<n>

指定线程桟大小，如：-Xss128k，一般来说，webx框架下的应用需要256K。 如果你的程序有大规模的递归行为，请考虑设置到512K/1M。 这个需要全面的测试才能知道。不过，256K已经很大了。 这个参数对性能的影响比较大的。

g: -XX:NewRatio=<n>

指定 jvm 中 Old Generation heap size 与 New Generation 的比例，在使用 CMS GC 的情况下此参数失效，如:-XX:NewRatio=2

h: -XX:SurvivorRatio=<n>

指定 New Generation 中 Eden Space 与一个 Survivor Space 的 heap size 比例，-XX:SurvivorRatio=8，那么在总共New Generation为10m 的情况下，Eden Space为8m

i: -XX:MinHeapFreeRatio=<n>

指定 jvm heap在使用率小 n的情况下，heap进行收缩，Xmx==Xms 的情况下无效，如:-XX:MinHeapFreeRatio=30

j: -XX:MaxHeapFreeRatio=<n>

指定 jvm heap在使用率大于n的情况下，heap进行扩张，Xmx==Xms 的情况下无效，如:-XX:MaxHeapFreeRatio=70

k: -XX:LargePageSizeInBytes=<n>

指定 Java heap 的分页页面大小，如：-XX:LargePageSizeInBytes=128m

2: garbage collector

a: -XX:+UseParallelGC

指定在 New Generation 使用 parallel collector，并行收集，暂停app threads，同时启动多个垃圾回收thread，不能和 CMS gc 一起使用。系统吨吐量优先，但是会有较长长时间的app pause，后台系统任务可以使用此gc

b: -XX:ParallelGCThreads=<n>

指定 parallel collection 时启动的 thread 个数，默认是物理 processor 的个数。

c: -XX:+UseParallelOldGC

指定在 Old Generation 使用 parallel collector。

d: -XX:+UseParNewGC

指定在 New Generation 使用 parallel collector，是 UseParallelGC 的 gc 的升级版本，有更好的性能或者优点，可以和 CMS gc 一起使用。

e: -XX:+CMSParallelRemarkEnabled

在使用 UseParNewGC 的情况下，尽量减少 mark 的时间。

f: -XX:+UseConcMarkSweepGC

指定在 Old Generation 使用 concurrent cmark sweep gc,gc thread 和 app thread 并行 ( 在 init-mark 和 remark 时 pause app thread)。app pause 时间较短，适合交互性强的系统，如 web server。

g: -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection

在使用 concurrent gc 的情况下，防止 memory fragmention，对 live object 进行整理，使 memory 碎片减少。

h: -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=<n>

指示在 old generation 在使用了 n% 的比例后，启动 concurrent collector，默认值是 68，如：-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70。

i: -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly

指示只有在 old generation 在使用了初始化的比例后 concurrent collector 启动收集。

3、others

a: -XX:MaxTenuringThreshold=<n>

指定一个 object 在经历了 n 次 young gc 后转移到 old generation 区，在 linux64 的 java6 下默认值是 15，此参数对于 throughput collector 无效，如：-XX:MaxTenuringThreshold=31。

b: -XX:+DisableExplicitGC

禁止 java 程序中的 full gc，如 System.gc() 的调用. 最好加上么，防止程序在代码里误用了。对性能造成冲击。

c: -XX:+UseFastAccessorMethods

get,set 方法转成本地代码。

d: -XX:+PrintGCDetails

打应垃圾收集的情况如： [GC 15610.466: [ParNew: 229689K->20221K(235968K)，0.0194460 secs] 1159829K->953935K(2070976K)，0.0196420 secs]。

e: -XX:+PrintGCTimeStamps

打应垃圾收集的时间情况，如： [Times: user=0.09 sys=0.00，real=0.02 secs]。

f: -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime

打应垃圾收集时，系统的停顿时间，如： Total time for which application threads were stopped: 0.0225920 seconds。