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完成第25章-JVM 运行时参数
1 parent db57a88 commit 3798cbc

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‎JVM/第25章-JVM运行时参数.md‎

Lines changed: 207 additions & 1 deletion
Original file line numberDiff line numberDiff line change
@@ -91,11 +91,35 @@ HotSpot JVM 有两种模式，分别是 server 和 client，分别通过 -server
9191

9292
- Boolean 类型格式
9393
- `-XX:+<option>` 表示启用 option 属性。
94+
9495
- `-XX:- <option>` 表示禁用 option 属性。
96+
9597
- 说明：因为有的指令默认是开启的，所以可以使用 `-` 关闭。
98+
99+
> `-XX:+UseParallelGC` 选择垃圾收集器为并行收集器
100+
>
101+
> `-XX:+UseG1GC` 表示启用 G1 收集器
102+
>
103+
> `-XX:+UseAdaptiveSizePolicy` 自动选择年轻代区大小和相应的 Survivor 区比例
104+
96105
- 非 Boolean 类型模式（key-value 类型）
97106
- 子类型 1：数值型格式 `-XX:<option>=<number>`。
107+
108+
> number 表示数值，number 可以带上单位，比如：'m'、'M' 表示兆，'k'、'K' 表示 Kb，'g'、'G' 表示 g
109+
>
110+
> 例如：
111+
>
112+
> `-XX:NewSize=1024m`：表示设置新生代初始大小为 1024M。
113+
>
114+
> `-XX:MaxGCPauseMillis=500`：表示设置 GC 停顿时间：500 毫秒。
115+
>
116+
> `-XX:GCTimeRatio=19`：表示设置吞吐量。
117+
>
118+
> `-XX:NewRatio=2`：表示新生代与老年代的比例。
119+
98120
- 子类型 2：非数值型格式 `-XX:<name>=<string>`。
121+
122+
> `-XX:HeapDumpPath=/usr/local/heapdump.hprof`：用来指定 Heap 转存文件的存储路径。
99123
100124
**特别地**
101125

@@ -211,10 +235,192 @@ HotSpot JVM 有两种模式，分别是 server 和 client，分别通过 -server
211235
212236
### 垃圾收集器相关选项
213237
238+
7 款经典垃圾收集器与垃圾分代之间的关系：
214239
240+
![image-20220516214737624](img/image-20220516214737624.png)
241+
242+
垃圾收集器的组合关系：
243+
244+
![image-20220516214822458](img/image-20220516214822458.png)
245+
246+
- 查看默认垃圾收集器
247+
248+
- `-XX:+PrintCommandLineFlags`：查看命令行相关参数（包含使用的垃圾收集器）。
249+
- 使用命令行指令：`jinfo -flag 相关垃圾回收器参数 PID`。
250+
251+
- Serial 回收器
252+
253+
> Serial 收集器作为 HotSpot 中 Client 模式下的默认新生代垃圾回收器。Serial Old 是运行在 Client 模式下默认的老年代的垃圾回收器。
254+
>
255+
> `-XX:+UseSerialGC`：指定年轻代和老年代都使用串行回收器。等价于新生代用 Serial GC，且老年代用 Serial Old GC。可以获得最高的单线程收集效率。
256+
257+
- ParNew 回收器
258+
259+
> `-XX:+UseParNewGC`：手动指定使用 ParNew 回收器执行内存回收任务。它表示年轻代使用并行回收器，不影响老年代。
260+
>
261+
> `-XX:ParallelGCThreads=N`：限制线程数量，默认开启和 CPU 数据相同的线程数。
262+
263+
- Parallel 回收器
264+
265+
> - `-XX:+UseParallelGC`：手动指定年轻代使用 Parallel 并行回收器执行内存回收任务。
266+
>
267+
> - `-XX:+UseParallelOldGC`：手动指定老年代都是使用并行回收收集器。
268+
> - 分别适用于新生代和老年代。默认 JDK 8 是开启的。
269+
> - 上面两个参数，默认开启一个，另一个也会被开启。（相互激活）
270+
> - `-XX:ParallelGCThread`：设置年轻代并行收集器的线程数。一般地，最好与 CPU 数量相等，以避免过多的线程数影响垃圾收集性能。
271+
> - 在默认情况下，当 CPU 数量小于 8 个，ParallelGCThreads 的值等于 CPU 的数量。
272+
> - 当 CPU 数量大于 8 个，ParallelGCThreads 的值等于 3+[5*CPU_Count]/8。
273+
> - `-XX:MaxGCPauseMillis`：设置垃圾回收器最大停顿时间（即 STW 的时间）。单位是毫秒。
274+
> - 为了尽可能地把停顿时间控制在 MaxGCPauseMillis 以内，收集器在工作时会调整 Java 堆大小或者其他一些参数。
275+
> - 对于用户来讲，停顿时间越短体验越好。但是在服务器端，我们注重高并发，整体的吞吐量。所以服务器端适合 Parallel，进行控制。
276+
> - 该参数使用需谨慎。
277+
> - `-XX:GCTimeRatio`：垃圾收集时间占总时间的比例 （=1/(N+1)）。用于衡量吞吐量的大小。
278+
> - 取值范围 (0,100)。默认值 99，也就是垃圾回收时间不超过 1%。
279+
> - 与前一个 `-XX:MaxGCPauseMillis `参数有一定矛盾性，暂停时间越长，Ratio 参数就容易超过设定的比例。
280+
> - `-XX:+UseAdaptiveSizePolicy`：设置 Parallel Scavenge 收集器具有自适应调节策略。
281+
> - 在这种模式下，年轻代的大小、Eden 和 Survivor 的比例、晋升老年代的对象年龄等参数会被自动调整，已达到在堆大小、吞吐量和停顿时间之间的平衡点。
282+
> - 在手动调优比较困难的场合，可以直接使用这种自适应的方式，仅指定虚拟机的最大堆、目标的吞吐量（GCTimeRatio）和停顿时间（MaxGCPauseMillis），让虚拟机自己完成调优工作。
283+
284+
- CMS 回收器
285+
286+
> - `-XX:+UseConcMarkSweepGC`：手动指定使用 CMS 收集器执行内存回收任务。
287+
> - 开启该参数后会自动将 `-XX:+UseParNewGC` 打开。即：ParNew（Young 区用）+CMS（Old 区用）+Serial Old 的组合。
288+
> - `-XX:CMSInitiatingOccupanyFraction`：设置堆内存使用率的阈值，一旦达到该阈值，便开始进行回收。
289+
> - JDK 5 及以前版本的默认值为 68，即当老年代的空间使用率达到 68% 时，会执行一次 CMS 回收。JDK 6 及以上版本默认值为 92%。
290+
> - 如果内存增长缓慢，则可以设置一个稍大的值，大的阈值可以有效降低 CMS 的触发频率，减少老年代回收的次数可以较为明显地改善应用程序性能。反之，如果应用程序内存使用率增长很快，则应该降低这个阈值，以避免频繁触发老年代串行收集器。因此通过该选项便可以有效降低 Full GC 的执行次数。
291+
> - `-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection`：用于指定在执行完 Full GC 后对内存空间进行压缩整理，以此避免内存碎片的产生。不过由于内存压缩整理过程无法并发执行，所带来的问题就是停顿时间变得更长了。
292+
> - `-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction`：设置在执行多少次 Full GC 后对内存空间进行压缩整理。
293+
> - `-XX:ParallelCMSThreads`：设置 CMS 的线程数量。
294+
> - CMS 默认启动的线程数是（ParallelGCThreads+3）/4，ParallelGCThreads 是年轻代并行收集器的线程数，当 CPU 资源比较紧张时，受到 CMS 收集器线程的影响，应用程序的性能在垃圾回收阶段可能会非常糟糕。
295+
>
296+
>
297+
>
298+
> 另外，CMS 收集器还有如下常用参数：
299+
>
300+
> - `-XX:ConcGCThreads`：设置并发垃圾收集的线程数，默认该值是基于 ParallelGCThreads 计算出来的。
301+
> - `-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly`：是否动态可调，用这个参数可以使 CMS 一直按 CMSInitiatingOccupancyFraction 设定的值启动。
302+
> - `-XX:+CMSScavengeBeforeRemark`：强制 HotSpot 虚拟机在 CMS Remark 阶段之前做一次 Minor GC，用于提高 Remark 阶段的速度。
303+
> - `-XX:+CMSClassUnloadingEnable`：如果有的话，启用回收 Perm 区（JDK 8 之前）。
304+
> - `-XX:+CMSParallelInitialEnabled`：用于开启 CMS Initial-Mark 阶段采用多线程的方式进行标记，用于提高标记速度，在 Java 8 开始已经默认开启。
305+
> - `-XX:+CMSParallelRemarkEnables`：用户开启 CMS Remark 阶段采用多线程的方式进行重新标记，默认开启。
306+
> - `-XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent`、`-XX:+ExplicitGCInvokesConcurrentAndUnloadsClasses`：这两个参数用户指定 HotSpot 虚拟机在执行 System.gc() 时使用 CMS 周期。
307+
> - `-XX:+CMSPrecleaningEnabled`：指定 CMS 是否需要进行 Pre Cleaning 这个阶段。
308+
>
309+
>
310+
>
311+
> 特别说明：
312+
>
313+
> - JDK 9 新特性：CMS 被标记为 Deprecate（JEP291）
314+
> - 如果对 JDK 9 及以上版本的 HotSpot 虚拟机使用参数 `-XX:+UseConcMarkSweepGC` 来开启 CMS 收集器的话，用户会收到一个警告信息，提示 CMS 未来将会被废弃。
315+
> - JDK 14 新特性：删除 CMS 垃圾回收器（JEP363）
316+
> - 移除了 CMS 垃圾回收器，如果在 JDK 14 中使用 `-XX:+UseConcMarkSweepGC` 的话，JVM 不会报错，只是给出一个 Warning 信息，但是不会 exit。JVM 会自动回退以默认 GC 方式启动 JVM。
317+
318+
- G1 回收器
319+
320+
> - `-XX:+UseG1GC`：手动指定使用 G1 收集器执行内存回收任务。
321+
> - `-XX:G1HeapRegionSize`：设置每个 Region 的大小。值是 2 的幂，范围是 1MB 到 32MB 之间，目标是根据最小的 Java 堆大小划分出约 2048 个区域。默认是堆内存的 1/2000。
322+
> - `-XX:MaxGCPauseMillis`：设置期望达到的最大 GC 停顿时间指标（JVM 会尽力实现，但不保证达到）。默认值是 200ms。
323+
> - `-XX:ParallelGCThread`：设置 STW 时 GC 线程数的值，最多设置为 8。
324+
> - `-XX:ConcGCThreads`：设置并发标记的线程数。将 n 设置为并行垃圾回收线程数（ParallelGCThreads）的 1/4 左右。
325+
> - `-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent`：设置触发并发 GC 周期的 Java 堆占用率阈值。超过此值，就触发 GC。默认值是 45。
326+
> - `-XX:G1NewSizePercent、-XX:G1MaxNewSizePercent`：新生代占用整个堆内存的最小百分比（默认 5%）、最大百分比（默认 60%）。
327+
> - `-XX:G1ReservePercent=10`：保留内存区域，防止 To Space（Survivor 中的 To 区）溢出。
328+
>
329+
>
330+
>
331+
> 注意：G1 收集器主要涉及到 Mixed GC，Mixed GC 会回收 Young 区和部分 Old 区。
332+
>
333+
> G1 关于 Mixed GC 调优常用参数：
334+
>
335+
> - `-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent`：设置堆占用率的百分比（0 到 100）达到这个数值的时候触发 Global Concurrent Marking（全局并发标记），默认为 45%。值为 0 表示间断进行全局并发标记。
336+
> - `-XX:G1MixedGCLiveThreadholdPercent`：设置 Old 区的 Region 被回收时候的对象占比，默认占用率 85%。只有 Old 区的 Region 中存活的对象占用达到了这个百分比，才会在 Mixed GC 中被回收。
337+
> - `-XX:G1HeapWastePercent`：在 Global Concurrent Marking（全局并发标记）结束之后，可以知道所有的区有多少空间要被回收，在每次 Young GC 之后和再次发生 Mixed GC 之前，会检查垃圾占比是否达到此参数，只有达到了，下次才会发生 Mixed GC。
338+
> - `-XX:G1MixedGCCountTarget`：一次 Global Concurrent Marking（全局并发标记）之后，最多执行 Mixed GC 的次数，默认是 8。
339+
> - `-XX:G1OldGCSetRegionThresholdPercent`：设置 Mixed GC 收集周期中要收集的 Old Region 数的上限。默认值是 Java 堆的 10%。
340+
341+
- 怎么选择垃圾回收器
342+
343+
> - 优先调整堆的大小让 JVM 自适应完成。
344+
> - 如果内存小于 100M，使用串行收集器。
345+
> - 如果是单核、单机程序，并且没有停顿时间的要求，使用串行收集器。
346+
> - 如果是多 CPU、需要高吞吐量、允许停顿时间超过 1 秒，选择并行或者 JVM 自己选择。
347+
> - 如果是多 CPU、追求低停顿时间，需快速响应（比如延迟不能超过 1 秒，如互联网应用），使用并发收集器。官方推荐 G1，性能高。现在互联网的项目，基本都是使用 G1。
348+
>
349+
>
350+
>
351+
> 特别说明：
352+
>
353+
> 1. 没有最好的收集器，更没有万能的收集器；
354+
> 2. 调优永远都是针对特定场景、特定需要，不存在一劳永逸的收集器。
215355
216356
### GC 日志相关选项
217357
358+
- `-verbose:gc`：输出 GC 日志信息，默认输出到标准输出。
359+
- `-XX:+PrintGC`：等同于 `-verbose:gc` 表示打开简化的 GC 日志。
360+
- `-XX:+PrintGCDetails`：在发生垃圾回收时打印内存回收详细的日志，并在进程退出时输出当前内存各区域分配情况。
361+
- `-XX:+PrintGCTimeStamps`：输出 GC 发生时的时间戳。
362+
- `-XX:+PrintGCDateStamps`：输出 GC 发生时的时间戳（以日期的形式，如 2013-05-04T21:53:59.234+0800。
363+
- `-XX:+PrintHeapAtGC`：每一次 GC 前和 GC 后，都打印堆信息。
364+
- `-Xloggc:<file>`：把 GC 日志写入到一个文件夹中去，而不是打印到标准输出中。
365+
- `-XX:+TraceClassLoading`：监控类的加载。
366+
- `-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime`：打印 GC 时线程的停顿时间。
367+
- `-XX:+PrintReferenceGC`：记录回收了多少种不同引用类型的引用。
368+
- `-XX:+UseGCLogFileRotation`：启用 GC 日志文件的自动转储。
369+
- `-XX:+PrintTenuringDistribution`：让 JVM 在每次 Minor GC 后打印出当前使用的 Survivor 中对象的年龄分布。
370+
- `-XX:NumberOfGClogFiles=1`：GC 日志文件的循环数目。
371+
- `-XX:GCLogFileSize=1M`：控制 GC 日志文件的大小。
372+
218373
### 其他参数
219374
220-
## 通过 Java 代码获 JVM 参数
375+
- `-XX:+DisableExplicitGC`：禁止 HotSpot 执行 System.gc()，默认禁用。
376+
- `-XX:ReservedCodeCacheSize=<n>[g|m|k]、-XX:InitialCodeCacheSize=<n>[g|m|k]`：指定代码缓存的大小。
377+
- `-XX:+UseCodeCacheFlushing`：使用该参数让 JVM 放弃一些被编译的代码，避免代码缓存被占满时 JVM 切换到 Interpreted-only 的情况。
378+
- `-XX:+DoEscapeAnalysis`：开启逃逸分析。
379+
- `-XX:+UseBiasedLocking`：开启偏向锁。
380+
- `-XX:+UseLargePages`：开启使用大页面。
381+
- `-XX:+UseTLAB`：使用 TLAB，默认打开。
382+
- `-XX:+PrintTLAB`：打印 TLAB 的使用情况。
383+
- `-XX:TLABSize`：设置 TLAB 大小。
384+
385+
## 通过 Java 代码获 JVM 参数
386+
387+
Java 提供了 java.lang.management 包用于监视和管理 Java 虚拟机和 Java 运行时中的其他组件，它允许本地和远程监控和管理运行的 Java 虚拟机。其中 ManagementFactory 这个类还是挺常用的。另外还有 Runtime 类也可以获取一些内存、CPU 核数等相关问题。
388+
389+
通过这些 API 可以监控我们的应用服务器的堆内存使用情况，设置一些阈值进行报警等处理。
390+
391+
```java
392+
public class MemoryMonitor {
393+
public static void main(String[] args) {
394+
MemoryMXBean memorymbean = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
395+
MemoryUsage usage = memorymbean.getHeapMemoryUsage();
396+
System.out.println("INIT HEAP: " + usage.getInit() / 1024 / 1024 + "M");
397+
System.out.println("MAX HEAP: " + usage.getMax() / 1024 / 1024 + "M");
398+
System.out.println("USE HEAP: " + usage.getUsed() / 1024 / 1024 + "M");
399+
System.out.println("\n Full Information: ");
400+
System.out.println("Heap Memory Usage: " + memorymbean.getHeapMemoryUsage());
401+
System.out.println("No-Heap Memory Usage: " + memorymbean.getNonHeapMemoryUsage());
402+
System.out.println("============通过 Java 来获取相关系统状态============");
403+
System.out.println("当前堆内存大小 TotalMemory：" + (int)Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024 + "M");
404+
System.out.println("空闲堆内存大小 FreeMemory：" + (int)Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024 + "M");
405+
System.out.println("最大可用总堆内存 MaxMemory：" + (int)Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024 + "M");
406+
}
407+
}
408+
```
409+
410+
```java
411+
public class HeapSpaceInitial {
412+
public static void main(String[] args) {
413+
// 返回 Java 虚拟机中的堆内存总量
414+
long initialMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024;
415+
// 返回 Java 虚拟机试图使用的最大堆内存量
416+
long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024;
417+
418+
System.out.println("-Xmx: " + initialMemory + "M");
419+
System.out.println("-Xms: " + maxMemory + "M");
420+
421+
System.out.println("系统内存大小为：" + maxMemory * 4.0 / 1024 + "G");
422+
System.out.println("系统内存大小为：" + initialMemory * 64.0 / 1024 + "G");
423+
}
424+
}
425+
```
426+

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