面试必问之JVM常用参数

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2022-10-30


概述

面试必问系列。

参数分类

  1. 标准参数：​​-​​​，功能和输出的参数都很稳定，在将来的 JVM 版本中很可能不会改变。用​​java​​​或​​java -help​​命令输出所有的标准参数
  2. 非标准参数：​​-X​​​，在将来的版本中可能会改变。可用​​java -X​​来检索，不保证所有参数都可以被检索出来
  3. 非Stable参数：​​-XX​​​，种类多，对于布尔类型参数，​​+​​​表示激活，​​-​​​表示未激活，注销；非布尔值参数，先写参数名称，然后使用​​=​​​赋值：​​-XX:=​​

常用参数

JVM提供的参数多达几百个，随着JDK版本的迭代，有些参数会被废弃，并且会加入新的参数。参数之间也有依赖关系，即某个参数的开启（生效）需要依赖另一个参数的生效。参数有很多，不可能全部都了解，学习常用的参数即可。

查看当前JVM的默认参数的命令行：​​java -XX:+PrintCommandLineFlags -version​​ 我的笔记本的输出：

-XX:InitialHeapSize=266555008 -XX:MaxHeapSize=4264880128 -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelGC
java version "1.8.0_65"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_65-b17)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.65-b01, mixed mode)

查看当前JVM支持的参数的命令行：​​java -XX:+PrintFlagsFinal -version​​ 我的笔记本的输出（有删减）：

[Global flags]
     intx AliasLevel                                = 3                                   {C2 product}
     bool BackgroundCompilation                     = true                                {pd product}
     intx CMSAbortablePrecleanWaitMillis            = 100                                 {manageable}
     intx FenceInstruction                          = 0                                   {ARCH product}
     intx InteriorEntryAlignment                    = 16                                  {C2 pd product}
     bool LIRFillDelaySlots                         = false                               {C1 pd product}
     bool PrintHeapAtGC                             = false                               {product rw}
     bool UseCompressedClassPointers               := true                                {lp64_product}
     bool ZeroTLAB                                  = false                               {product}

输出的每一行表示一个​​XX​​参数，包括五列：

  1. 第一列：参数的数据类型，有：uintx、intx、bool、ccstr、double、ccstrlist
  2. 第二列：名称
  3. 第三列：​​=​​​表示第四列是参数的默认值，而​​:=​​表明参数被用户或JVM赋值
  4. 第四列：值
  5. 第五列是参数的类别，manageable表示可以动态修改的参数

命令行：​​java -XX:+PrintFlagsInitial​​​，用于查看参数的初始值（默认值），输出与​​java -XX:+PrintFlagsFinal -version​​输出仅第三列不完全一致。

另外，可以指定参数​​-XX:+UnlockExperimentalVMOptions​​​和​​-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions​​​来解锁任何额外的隐藏参数：
输入命令：​​​java -server -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep experimental​​ 输出（有删减）：

bool AggressiveUnboxing                        = false                               {C2 experimental}
intx PredictedLoadedClassCount                 = 0                                   {experimental}
intx RTMAbortRatio                             = 50                                  {ARCH experimental}

输入命令：​​java -server -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintFlagsFinal -version | find "diagnostic"​​ 输出（有删减）：

bool BindCMSThreadToCPU                        = false                               {diagnostic}
bool C1PatchInvokeDynamic                      = true                                {C1 diagnostic}

堆、栈、元空间

​​-Xms​​​：初始堆大小，等价于​​-XX:InitialHeapSize​​​​-Xmx​​：最大堆大小，等价于​​-XX:MaxHeapSize​​ 初始值为JVM启动是向操作系统申请的内存大小(malloc)，最大值表示，当使用的内存超过初始值后扩容的最大值。JVM配置多少内存并不是说启动后就会占用多少物理内存，因为操作系统的内存分配是惰性的。对于已申请的内存虽然会分配地址空间，但并不会直接占用物理内存，真正使用时才会映射到实际的物理内存。

​​-Xmn​​​：设置年轻代大小，相当于同时配置​​-XX:NewSize​​​和​​-XX:MaxNewSize​​​为同一值，单位默认是字节（不加单位时），一般都会加单位
​​​-XX:NewSize=n​​​：设置年轻代大小（for JDK 1.3/1.4）
​​​-XX:MaxNewSize​​​：设置年轻代最大值（for JDK 1.3/1.4）
​​​-XX:NewRatio=n​​​：默认值为2，设置年轻代和年老代的比值（除去持久代）。如​​n=3​​​表示年轻代和年老代比值为1：3，年轻代占整个年轻代年老代和的1/4，​​-Xmn​​​优先级大于​​-XX:NewRatio​​。老年代大小无法直接设置，只能通过堆大小+分配比例进行调整，新生代和老年代大小计算方式为：

NewSize = HeapSize / NewRatio + 1
OldSize = (HeapSize / NewRatio + 1 ) * NewRatio

​​-XX:SurvivorRatio=n​​​：这个比例在Parallel Scavenge（新生代并行回收器，JDK5以后的默认新生代回收器）回收器下是动态的，运行时会出现Eden/Survivor比例和配置的不同。默认值为8，年轻代中Eden区与两个Survivor区的比值。Survivor区有两个。如​​n=3​​​表示​​Eden：3 Survivor：2​​，一个Survivor区占整个年轻代的1/5。计算方式：

SurvivorSize(1) = YoungGenerationSize / (2 + SurvivorRatio)
EdenSize = YoungGenerationSize / (2 + SurvivorRatio) * SurvivorRatio

​​-XX:PretenureSizeThreshold​​​：当创建的对象超过指定大小时，直接把对象分配在老年代。
​​​-XX:MaxTenuringThreshold​​：设定对象在Survivor复制的最大年龄阈值，超过阈值转移到老年代

永久代（PermGen，持久代）两个配置参数：
​​​-XX:PermSize​​​：设置永久代的初始大小，如果超出该大小，则会触发垃圾回收。此选项在JDK 8中已弃用，并由​​-XX:MetaspaceSize​​​选项取代。
​​​-XX:MaxPermSize​​​：设置永久代的最大值，默认是64M
对于永久代，如果动态生成很多class的话，就很可能出现<java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space错误>，因为永久代空间配置有限。最典型的场景是，在web开发比较多jsp页面的时候。JDK8之后，方法区存在于元空间（Metaspace）。物理内存不再与堆连续，而是直接存在于本地内存中，理论上机器内存有多大，元空间就有多大。
此选项在JDK 8中已弃用，并由​​​-XX:MaxMetaspaceSize​​选项取代。

​​-Xss​​：每个线程的堆栈大小

​​-XX:MetaspaceSize​​：初始空间大小，达到该值就会触发垃圾收集进行类型卸载，同时GC会对该值进行调整：如果释放大量的空间，就适当降低该值；如果释放很少的空间，则在不超过MaxMetaspaceSize时，适当提高该值。默认大小取决于平台。

​​-XX:MaxMetaspaceSize​​​：设置可以分配给Metaspace的最大本机内存，默认是没有大小限制的。应用程序的Metaspace量取决于应用程序本身，其他正在运行的应用程序以及系统上可用的内存量
​​​-XX:MinMetaspaceFreeRatio​​​：在GC后，最小的Metaspace剩余空间容量的百分比，减少为分配空间所导致的垃圾收集
​​​-XX:MaxMetaspaceFreeRatio​​：在GC后，最大的Metaspace剩余空间容量的百分比，减少为释放空间所导致的垃圾收集

GC

设置使用何种GC：

  • ​​-XX:+UseSerialGC​​：设置串行收集器
  • ​​-XX:+UseParallelGC​​​：设置并行收集器，等价于​​-XX:+UseParallelOldGC​​
  • ​​-XX:+UseParalledlOldGC​​：设置并行年老代收集器
  • ​​-XX:+UseConcMarkSweepGC​​：设置CMS收集器
  • ​​-XX:+UseG1GC​​：使用G1收集器

一般都并行GC，常用参数

  • ​​-XX:ParallelGCThreads=n​​：设置并行收集器年轻代收集方式为并行收集时，使用的CPU数，并行收集线程数
  • ​​-XX:MaxGCPauseMillis=n​​：设置并行收集最大的暂停时间（如果到这个时间，GC依然没有回收完，也会停止回收）
  • ​​-XX:GCTimeRatio=n​​​：设置垃圾回收时间占程序运行时间的百分比，公式为：​​1/(1+n)​​
  • ​​-XX:+CMSIncrementalMode​​：设置为增量模式，适用于单CPU

​​-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5​​​：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5次GC以后对内存空间进行压缩、整理。
​​​-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection​​：打开对年老代的压缩。可能会影响性能，但可以消除碎片

打印GC回收过程的日志信息，不要用​​-XX:+UseGCLogFileRotation​​​、​​-XX:NumberOfGCLogFiles=5​​​、​​-XX:GCLogFileSize=20M​​，会丢失旧的日志文件，而且重启会覆盖当前日志文件。

  • ​​-XX:+PrintGC​​
  • ​​-XX:+PrintGCDetails​​​：依赖于​​PrintGC​​
  • ​​-XX:+PrintGCTimeStamps​​​：依赖于​​PrintGC​​
  • ​​-Xloggc:/home/GCEASY/gc-%t.log​​

​​-XX:MAXTenuringThrehold​​​：每个对象都有一个计数器，每次进行YGC时，都会 +1。通过此参数可以配置当计数器的值到达某个阈值时，对象就会从新生代移送至老年代。
​​​-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent​​​：启动并发GC周期时堆内存使用占比，G1用它来触发并发GC周期，基于整个堆的使用率，而不只是某一代内存的使用比。值为 0 则表示一直执行GC循环，默认值45。
​​​-XX:G1HeapWastePercent​​​：允许的浪费堆空间的占比，默认是10%，如果并发标记可回收的空间小于10%，则不会触发MixedGC。
​​​-XX:ConcGCThreads=n​​​：并发垃圾收集器使用的线程数量，默认值随JVM运行的平台不同而不同
​​​-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent=65​​​：混合垃圾回收周期中要包括的旧区域设置占用率阈值，默认占用率为65%
​​​-XX:G1MixedGCCountTarget=8​​​：设置标记周期完成后，对存活数据上限为 G1MixedGCLIveThresholdPercent 的旧区域执行混合垃圾回收的目标次数默认8次混合垃圾回收，混合回收的目标是要控制在此目标次数以内
​​​-XX:G1OldCSetRegionThresholdPercent=1​​​：描述Mixed GC时，Old Region被加入到CSet中。默认情况下，G1只把10%的Old Region加入到CSet中。
​​​-XX:PrintTenuringDistribution​​：打印tenuring年龄信息，

​​PrintHeapAtGC​​：一般都是false，即关闭。

JMX

​​-Djava.net.preferIPv4Stack=true​​​​-Dcom.sun.management.jmxremote​​​​-Djava.rmi.server.hostname={hostname}​​​​-Dcom.sun.management.jmxremote.port={port}​​​​-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false​​

其他

打印ClassLoader日志（所有类加载/卸载信息）
​​​-XX:+TraceClassLoading​​​​-XX:+TraceClassUnloading​​

OOM时Dump内存
​​​-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError​​​​-XX:HeapDumpPath=/data/heap-dump.hprof​​

OOM时执行脚本（比如重启）
​​​-XX:OnOutOfMemoryError=/scripts/restart-myapp.sh​​

禁止系统​​System.gc()​​​，防止手动误触发FGC造成问题
​​​-XX:+DisableExplicitGC​​

查看TLAB空间的使用情况
​​​-XX:+PrintTLAB​​

打印JIT时间
​​​-XX:-CITime​​

方法被编译时打印相关信息
​​​-XX:-PrintCompilation​​

设置Integer缓存区间，默认值128，表示​​[-127, 128]​​​​-XX:AutoBoxCacheMax=256​​

若​​-XX:+PrintCompilation​​​不能输出详细的信息，开启此参数把扩展的编译输出到​​hotspot.log​​​文件。需解锁实验性功能。
​​​+LogCompilation​​

由于与吞吐量关系密切，PS收集器也经常称为吞吐量优先收集器。​​-XX:+UseAdaptiveSizePolicy​​​是一个开关参数，当这个参数打开之后，就不需要手工指定新生代的大小（​​-Xmn​​​）、Eden与Survivor区的比例（​​-XX:SurvivorRatio​​​）、晋升老年代对象年龄（​​-XX:PretenureSizeThreshold​​​）等细节参数，VM会根据当前系统的运行情况收集性能监控信息，动态调整这些参数以提供最合适的停顿时间或者最大的吞吐量，这种调节方式称为GC自适应的调节策略（GC Ergonomics）。使用PS收集器配合自适应调节策略，把内存管理的调优任务交给虚拟机去完成将是一个不错的选择。只需要把基本的内存数据设置好（如-Xmx设置最大堆），然后使用​​MaxGCPauseMillis​​​参数（更关注最大停顿时间）或​​GCTimeRatio​​ （更关注吞吐量）参数给虚拟机设立一个优化目标，那具体细节参数的调节工作就由虚拟机完成。自适应调节策略也是Parallel Scavenge收集器与ParNew收集器的一个重要区别。

新生代使用ParNew，老年代使用Serial Old
​​​-XX:+UseParNewGC​​（在Java8中已弃用，在Java9中已删除）

最佳实践

下面是一些缺省的写法
JDK7

JAVA_MEM_OPTS="-server -Xmx2g -Xms2g -Xmn256m -XX:PermSize=128m -Xss256k -XX:+DisableExplicitGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:LargePageSizeInBytes=128m -XX:+UseFastAccessorMethods -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70"
JAVA_DEBUG_OPTS="-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:/home/GCEASY/gc-%t.log -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/crashes/my-heap-dump.hprof -XX:OnOutOfMemoryError=/scripts/restart-myapp.sh"

JDK8

JAVA_MEM_OPTS="-server -Xmx2g -Xms2g -Xmn256m -XX:MetaspaceSize=256m -Xss1024m -XX:+DisableExplicitGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:LargePageSizeInBytes=128m -XX:+UseFastAccessorMethods -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70"
JAVA_DEBUG_OPTS="-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:/home/GCEASY/gc-%t.log -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/crashes/my-heap-dump.hprof -XX:OnOutOfMemoryError=/scripts/restart-myapp.sh"

JDK8中已经支持G1。G1为用户的应用程序的提供一个低GC延时和大内存GC的解决方案，适用于大内存场景（官方推荐堆6G以上）。如果程序正在使用CMS或ParallelOld垃圾回收器，并具有以下一个或多个特征，则可以考虑升级为G1：

  • Full GC持续时间太长或太频繁
  • 对象分配率或年轻代升级老年代很频繁
  • 垃圾收集时间或压缩暂停（超过0.5至1秒）时间过长

PS：如果正在使用CMS或ParallelOld收集器，并且程序没有遇到长时间的垃圾收集暂停，那么就不需要升级到G1。

动态修改参数

不是所有的参数都可以动态修改，查看哪些参数可动态修改：
​​​java -XX:+PrintFlagsFinal | grep manageable​​

参考

  • ​​JVM常用参数以及命令​​
  • ​​动态修改JVM参数​​


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