1 調(diào)優(yōu)層次

性能調(diào)優(yōu)包含多個(gè)層次，比如:架構(gòu)調(diào)優(yōu)、代碼調(diào)優(yōu)、JVM調(diào)優(yōu)、數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)優(yōu)、操作系統(tǒng)調(diào)優(yōu)等。
架構(gòu)調(diào)優(yōu)和代碼調(diào)優(yōu)是JVM調(diào)優(yōu)的基礎(chǔ)，其中架構(gòu)調(diào)優(yōu)是對(duì)系統(tǒng)影響最大的。

2 調(diào)優(yōu)指標(biāo)

• 吞吐量：運(yùn)行用戶代碼的時(shí)間占總運(yùn)行時(shí)間的比例 （總運(yùn)行時(shí)間=程序的運(yùn)行時(shí)間+內(nèi)存回收的時(shí)間）；
• 暫停時(shí)間：執(zhí)行垃圾收集時(shí)，程序的工作線程被暫停的時(shí)間；
• 內(nèi)存占用：java堆區(qū)所占的內(nèi)存大?。?/li>

這三者共同構(gòu)成一個(gè)“不可能三角”。三者總體的表現(xiàn)會(huì)隨著技術(shù)進(jìn)步而越來(lái)越好。一款優(yōu)秀的收集器通常最多同時(shí)滿足其中的兩項(xiàng)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，主要抓住兩點(diǎn):

• 吞吐量
  吞吐量?jī)?yōu)先，意味著在單位時(shí)間內(nèi)，STW的時(shí)間最短
• 暫停時(shí)間
  暫停時(shí)間優(yōu)先，意味這盡可能讓單次STW的時(shí)間最短

在設(shè)計(jì)(或使用)GC算法時(shí)，必須確定我們的目標(biāo)：一個(gè)GC算法只可能針對(duì)兩個(gè)目標(biāo)之一（即只專(zhuān)注于較大吞吐量或最小暫停時(shí)間），或嘗試找一個(gè)二者的折衷。

現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)，在最大吞吐量?jī)?yōu)先的情況下，降低停頓時(shí)間。

3 JVM調(diào)優(yōu)原則

3.1 優(yōu)先原則

優(yōu)先架構(gòu)調(diào)優(yōu)和代碼調(diào)優(yōu)，JVM優(yōu)化是不得已的手段，大多數(shù)的Java應(yīng)用不需要進(jìn)行JVM優(yōu)化

3.2 堆設(shè)置

參數(shù)-Xms和-Xmx，通常設(shè)置為相同的值，避免運(yùn)行時(shí)要不斷擴(kuò)展JVM內(nèi)存，建議擴(kuò)大至3-4倍FullGC后的老年代空間占用。

3.3 年輕代設(shè)置

參數(shù)-Xmn，1-1.5倍FullGC之后的老年代空間占用。

避免新生代設(shè)置過(guò)小，當(dāng)新生代設(shè)置過(guò)小時(shí)，會(huì)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題：一是minor GC次數(shù)頻繁，二是可能導(dǎo)致 minor GC對(duì)象直接進(jìn)老年代。當(dāng)老年代內(nèi)存不足時(shí)，會(huì)觸發(fā)Full GC。
避免新生代設(shè)置過(guò)大，當(dāng)新生代設(shè)置過(guò)大時(shí)，會(huì)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題：一是老年代變小，可能導(dǎo)致Full GC頻繁執(zhí)行；二是 minor GC 執(zhí)行回收的時(shí)間大幅度增加。

3.4 老年代設(shè)置

• 注重低延遲的應(yīng)用

  • 老年代使用并發(fā)收集器，所以其大小需要小心設(shè)置，一般要考慮并發(fā)會(huì)話率和會(huì)話持續(xù)時(shí)間等一些參數(shù)
  • 如果堆設(shè)置偏小，可能會(huì)造成內(nèi)存碎片、高回收頻率以及應(yīng)用暫停
  • 如果堆設(shè)置偏大，則需要較長(zhǎng)的收集時(shí)間

• 吞吐量?jī)?yōu)先的應(yīng)用
  一般吞吐量?jī)?yōu)先的應(yīng)用都有一個(gè)較大的年輕代和一個(gè)較小的老年代。原因是，這樣可以盡可能回收掉大部分短期對(duì)象，減少中期的對(duì)象，而老年代盡可能存放長(zhǎng)期存活對(duì)象

3.5 方法區(qū)設(shè)置

基于jdk1.7版本，永久代：參數(shù)-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize；
基于jdk1.8版本，元空間：參數(shù) -XX:MetaspaceSize和-XX:MaxMetaspaceSize；
通常設(shè)置為相同的值，避免運(yùn)行時(shí)要不斷擴(kuò)展，建議擴(kuò)大至1.2-1.5倍FullGc后的永久帶空間占用。

3.6 GC設(shè)置

3.6.1 GC發(fā)展階段

Serial?Parallel（并行) ?CMS（并發(fā))? G1?ZGC
截至jdk1.8 ，一共有7款不同垃圾收集器。每一款不同的垃圾收集器都有不同的特點(diǎn)，在具體使用的時(shí)候，需要根據(jù)具體的情況選擇不同的垃圾回收器

01.png

3.6.2 G1的適用場(chǎng)景

• 面向服務(wù)端應(yīng)用，針對(duì)具有大內(nèi)存、多處理器的機(jī)器。(在普通大小的堆里表現(xiàn)并不驚喜)
• 最主要的應(yīng)用是需要低GC延遲并具有大堆的應(yīng)用程序提供解決方案(G1通過(guò)每次只清理一部分而不是全部Region的增量式清理來(lái)保證每次GC停頓時(shí)間不會(huì)過(guò)長(zhǎng))
• 在堆大小約6GB或更大時(shí)，可預(yù)測(cè)的暫停時(shí)間可以低于0.5秒
• 用來(lái)替換掉JDK1.5中的CMS收集器，以下情況，使用G1可能比CMS好
  • 超過(guò)50% 的java堆被活動(dòng)數(shù)據(jù)占用
  • 對(duì)象分配頻率或年代提升頻率變化很大
  • GC停頓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)(大于0.5至1秒)
• 從經(jīng)驗(yàn)上來(lái)說(shuō)，整體而言：
  • 小內(nèi)存應(yīng)用上，CMS大概率會(huì)優(yōu)于 G1；
  • 大內(nèi)存應(yīng)用上，G1則很可能更勝一籌。
    這個(gè)臨界點(diǎn)大概是在 6~8G 之間（經(jīng)驗(yàn)值）

3.6.3 其他收集器適用場(chǎng)景

• 如果你想要最小化地使用內(nèi)存和并行開(kāi)銷(xiāo)，請(qǐng)選擇Serial Old(老年代) + Serial(年輕代)
• 如果你想要最大化應(yīng)用程序的吞吐量，請(qǐng)選擇Parallel Old(老年代) + Parallel(年輕代)
• 如果你想要最小化GC的中斷或停頓時(shí)間，請(qǐng)選擇CMS(老年代) + ParNew(年輕代)

4 JVM調(diào)優(yōu)步驟

4.1 監(jiān)控分析

分析GC日志及dump文件，判斷是否需要優(yōu)化，確定瓶頸問(wèn)題點(diǎn)。

4.1.1 如何生成GC日志

常用參數(shù)部分會(huì)詳細(xì)講解如何生成GC日志

4.1.2 如何產(chǎn)生dump文件

4.1.2.1 JVM的配置文件中配置

JVM啟動(dòng)時(shí)增加兩個(gè)參數(shù):

# 出現(xiàn)OOME時(shí)生成堆dump:
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
# 生成堆文件地址：
-XX:HeapDumpPath=/home/hadoop/dump/

4.1.2.2 jmap生成

發(fā)現(xiàn)程序異常前通過(guò)執(zhí)行指令，直接生成當(dāng)前JVM的dump文件

jmap -dump:file=文件名.dump [pid]
# 9257是指JVM的進(jìn)程號(hào)
jmap -dump:format=b,file=testmap.dump 9257

第一種方式是一種事后方式，需要等待當(dāng)前JVM出現(xiàn)問(wèn)題后才能生成dump文件，實(shí)時(shí)性不高；
第二種方式在執(zhí)行時(shí)，JVM是暫停服務(wù)的，所以對(duì)線上的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生影響。

所以建議第一種方式。

4.1.2.3 第三方可視化工具生成

4.2 判斷

如果各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置合理，系統(tǒng)沒(méi)有超時(shí)日志或異常信息出現(xiàn)，GC頻率不高，GC耗時(shí)不高，那么沒(méi)有必要進(jìn)行GC優(yōu)化，如果GC時(shí)間超過(guò)1-3秒，或者頻繁GC，則必須優(yōu)化。
遇到以下情況，就需要考慮進(jìn)行JVM調(diào)優(yōu)：

• 系統(tǒng)吞吐量與響應(yīng)性能不高或下降；
• Heap內(nèi)存（老年代）持續(xù)上漲達(dá)到設(shè)置的最大內(nèi)存值；
• Full GC 次數(shù)頻繁；
• GC 停頓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（超過(guò)1秒）；
• 應(yīng)用出現(xiàn)OutOfMemory等內(nèi)存異常；
• 應(yīng)用中有使用本地緩存且占用大量?jī)?nèi)存空間；

4.3 確定目標(biāo)

調(diào)優(yōu)的最終目的都是為了應(yīng)用程序使用最小的硬件消耗來(lái)承載更大的吞吐量或者低延遲。
jvm調(diào)優(yōu)主要是針對(duì)垃圾收集器的收集性能優(yōu)化，減少GC的頻率和Full GC的次數(shù)，令運(yùn)行在虛擬機(jī)上的應(yīng)用能夠使用更少的內(nèi)存、高吞吐量、低延遲。

下面列舉一些JVM調(diào)優(yōu)的量化目標(biāo)參考實(shí)例，注意：不同應(yīng)用的JVM調(diào)優(yōu)量化目標(biāo)是不一樣的。

• 堆內(nèi)存使用率<=70%;
• 老年代內(nèi)存使用率<=70%;
• avgpause<=1秒;
• Full GC次數(shù)0或avg pause interval>=24小時(shí) ;

4.4 調(diào)整參數(shù)

調(diào)優(yōu)一般是從滿足程序的內(nèi)存使用需求開(kāi)始的，之后是時(shí)間延遲的要求，最后才是吞吐量的要求。
要基于這個(gè)步驟來(lái)不斷優(yōu)化，每一個(gè)步驟都是進(jìn)行下一步的基礎(chǔ)，不可逆行之。

4.5 對(duì)比調(diào)優(yōu)前后指標(biāo)差異

4.6 重復(fù)以上過(guò)程

4.7 應(yīng)用

找到合適的參數(shù)，先在單臺(tái)服務(wù)器上試運(yùn)行，然后將這些參數(shù)應(yīng)用到所有服務(wù)器，并進(jìn)行后續(xù)跟蹤。

5 JVM調(diào)優(yōu)工具

5.1 jps

jps：JVM Process Status Tool
jps可以查看Java進(jìn)程，相當(dāng)于Linux下的ps命令，只不過(guò)它只列出Java進(jìn)程。

5.1.1 使用語(yǔ)法

jps：列出Java程序進(jìn)程ID和Main函數(shù)名稱
jps -q：只輸出進(jìn)程ID
jps -m：輸出傳遞給Java進(jìn)程（主函數(shù)）的參數(shù)
jps -l：輸出主函數(shù)的完整路徑
jps -v：顯示傳遞給Java虛擬的參數(shù)

5.1.2 示例

02.png

5.2 jstat

jstat：JVM Statistics Monitoring Tool
jstat可以查看Java程序運(yùn)行時(shí)相關(guān)信息，可以通過(guò)它查看堆信息的相關(guān)情況

5.2.1 使用語(yǔ)法

jstat -<options> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval> [<count>]]

5.2.2 options可選值

-class：顯示ClassLoader的相關(guān)信息
-compiler：顯示JIT編譯的相關(guān)信息
-gc：顯示與GC相關(guān)信息
-gccapacity：顯示各個(gè)代的容量和使用情況
-gccause：顯示垃圾收集相關(guān)信息（同-gcutil），同時(shí)顯示最后一次或當(dāng)前正在發(fā)生的垃圾收集的誘發(fā)原因
-gcnew：顯示新生代信息
-gcnewcapacity：顯示新生代大小和使用情況
-gcold：顯示老年代信息
-gcoldcapacity：顯示老年代大小
-gcpermcapacity：顯示永久代大小
-gcutil：顯示垃圾收集信息
-printcompilation：輸出JIT編譯的方法信息
-t：在輸出信息前加上一個(gè)Timestamp列，顯示程序的運(yùn)行時(shí)間
-h：可以在周期性數(shù)據(jù)輸出后，輸出多少行數(shù)據(jù)后，跟著一個(gè)表頭信息
interval：用于指定輸出統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的周期，單位為毫秒
count：用于指定一個(gè)輸出多少次數(shù)據(jù)

5.2.3 示例

示例一
顯示GC相關(guān)信息

jstat -gc 7063 500 4
7063 是進(jìn)程ID ，采樣時(shí)間間隔為500ms，采樣數(shù)為4

03.png

S0C：年輕代中第一個(gè)survivor（幸存區(qū)）的容量 （字節(jié)）
S1C：年輕代中第二個(gè)survivor（幸存區(qū)）的容量 (字節(jié))
S0U：年輕代中第一個(gè)survivor（幸存區(qū)）目前已使用空間 (字節(jié))
S1U：年輕代中第二個(gè)survivor（幸存區(qū)）目前已使用空間 (字節(jié))
EC ：年輕代中Eden（伊甸園）的容量 (字節(jié))
EU ：年輕代中Eden（伊甸園）?前已使?空間 (字節(jié))
OC ：Old代的容量 (字節(jié))
OU ：Old代目前已使用空間 (字節(jié))
MC：metaspace(元空間)的容量 (字節(jié))
MU：metaspace(元空間)目前已使用空間 (字節(jié))
CCSC：壓縮類(lèi)空間大小
CCSU：壓縮類(lèi)空間使用大小
YGC ：從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí)年輕代中g(shù)c次數(shù)
YGCT ：從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí)年輕代中g(shù)c所用時(shí)間(s)
FGC ：從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí)old代(全gc)gc次數(shù)
FGCT ：從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí)old代(全gc)gc所用時(shí)間(s)
GCT：從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí)gc用的總時(shí)間(s)

示例二
顯示垃圾收集相關(guān)信息

jstat -gcutil 7737 5s 5

04.png

S0 年輕代中第一個(gè)survivor（幸存區(qū)）已使用的占當(dāng)前容量百分比
S1 年輕代中第二個(gè)survivor（幸存區(qū)）已使用的占當(dāng)前容量百分比
E 年輕代中Eden（伊甸園）已使用的占當(dāng)前容量百分比
O old代已使用的占當(dāng)前容量百分比
M metaspace已使用的占當(dāng)前容量百分比
CCS 壓縮使用比例
YGC 從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí)年輕代中g(shù)c次數(shù)
YGCT 從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí)年輕代中g(shù)c所用時(shí)間(s)
FGC 從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí)old代(全gc)gc次數(shù)
FGCT 從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí)old代(全gc)gc所用時(shí)間(s)
GCT 從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí)gc用的總時(shí)間(s)

5.3 jinfo

jinfo：Java Configuration Info
jinfo可以用來(lái)查看正在運(yùn)行的java程序的擴(kuò)展參數(shù)，甚至支持運(yùn)行時(shí)修改部分參數(shù)

5.3.1 使用語(yǔ)法

jinfo [option] <pid>

5.3.2 option可選值

-flag <name> to print the value of the named VM flag
-flag [+|-]<name> to enable or disable the named VM flag
-flag <name>=<value> to set the named VM flag to the given value
-flags to print VM flags
-sysprops to print Java system properties
<no option> to print both of the above
-h | -help to print this help message

5.3.2 示例

示例一

查看堆的最大值

~ jinfo -flag MaxHeapSize 8384
-XX:MaxHeapSize=10485760

示例二

查看所有參數(shù)

~ jinfo -flags 8384
Attaching to process ID 8384, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.121-b13
Non-default VM flags: -XX:CICompilerCount=4 -XX:InitialHeapSize=10485760 -
XX:MaxHeapSize=10485760 -XX:MaxNewSize=3145728 -XX:MinHeapDeltaBytes=524288 -
XX:NewSize=3145728 -XX:OldSize=7340032 -XX:+UseCompressedClassPointers -
XX:+UseCompressedOops -XX:+UseFastUnorderedTimeStamps -XX:+UseParallelGC
Command line: -Xms10m -Xmx10m -Dfile.encoding=UTF-8

示例三

查看使用的垃圾回收器

~ jinfo -flag UseParallelGC 8384
-XX:+UseParallelGC
~ jinfo -flag UseConcMarkSweepGC 8384
-XX:-UseConcMarkSweepGC

示例四

設(shè)置日志打印

~ jinfo -flag PrintGCDetails 8384
-XX:-PrintGCDetails

~ jinfo -flag +PrintGCDetails 8384
~ jinfo -flag PrintGCDetails 8384
-XX:+PrintGCDetails

~ jinfo -flag -PrintGCDetails 8384
~ jinfo -flag PrintGCDetails 8384
-XX:-PrintGCDetails

5.4 jmap

jmap：Memory Map
jmap可以查看堆內(nèi)存使用狀況，一般結(jié)合jhat使用。

5.4.1 使用語(yǔ)法

 jmap [option] <pid>
        (to connect to running process)
 jmap [option] <executable <core>
        (to connect to a core file)
 jmap [option] [server_id@]<remote server IP or hostname>
        (to connect to remote debug server)

option：選項(xiàng)參數(shù)。
pid：需要打印配置信息的進(jìn)程ID。
executable：產(chǎn)生核心dump的Java可執(zhí)行文件。
core：需要打印配置信息的核心文件。
server-id：可選的唯一id，如果相同的遠(yuǎn)程主機(jī)上運(yùn)行了多臺(tái)調(diào)試服務(wù)器，用此選項(xiàng)參數(shù)標(biāo)識(shí)服務(wù)器。
remote server IP or hostname：遠(yuǎn)程調(diào)試服務(wù)器的IP地址或主機(jī)名。

5.4.2 option可選值

<none> to print same info as Solaris pmap
-heap to print java heap summary
-histo[:live] to print histogram of java object heap; if the "live" suboption is specified, only count live objects

-clstats to print class loader statistics
-finalizerinfo to print information on objects awaiting finalization
-dump:<dump-options> to dump java heap in hprof binary format
-F force. Use with -dump:<dump-options> <pid> or -histo to force a heap dump or histogram when <pid> does not respond. The "live" suboption is not supported in this mode.

-h | -help to print this help message
-J<flag> to pass <flag> directly to the runtime system

no option： 查看進(jìn)程的內(nèi)存映像信息,類(lèi)似 Solaris pmap 命令。
heap： 顯示Java堆詳細(xì)信息
histo[:live]： 顯示堆中對(duì)象的統(tǒng)計(jì)信息
clstats：打印類(lèi)加載器信息
finalizerinfo： 顯示在F-Queue隊(duì)列等待Finalizer線程執(zhí)行finalizer方法的對(duì)象
dump:<dump-options>：生成堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)快照
F：當(dāng)-dump沒(méi)有響應(yīng)時(shí)，使用-dump或者-histo參數(shù)。在這個(gè)模式下，live子參數(shù)無(wú)效
help：打印幫助信息
J<flag>：指定傳遞給運(yùn)行jmap的JVM的參數(shù)

dump-options可選值

-live dump only live objects; if not specified,all objects in the heap are dumped.
-format=b binary format
-file=<file> dump heap to <file>
Example:jmap -dump:live,format=b,file=heap.bin <pid>

5.4.3 示例

示例一

顯示Java堆詳細(xì)信息

jmap -heap pid

打印一個(gè)堆的摘要信息，包括使用的GC算法、堆配置信息和各內(nèi)存區(qū)域內(nèi)存使用信息

~ jmap -heap 8985
Attaching to process ID 8985, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.121-b13

using thread-local object allocation.
Parallel GC with 8 thread(s)

Heap Configuration:
 MinHeapFreeRatio = 0
 MaxHeapFreeRatio = 100
 MaxHeapSize = 524288000 (500.0MB)
 NewSize = 174587904 (166.5MB)
 MaxNewSize = 174587904 (166.5MB)
 OldSize = 349700096 (333.5MB)
 NewRatio = 2
 SurvivorRatio = 8
 MetaspaceSize = 21807104 (20.796875MB)
 CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)
 MaxMetaspaceSize = 17592186044415 MB
 G1HeapRegionSize = 0 (0.0MB)
 
Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space:
 capacity = 131596288 (125.5MB)
 used = 127090976 (121.20339965820312MB)
 free = 4505312 (4.296600341796875MB)
 96.57641407028137% used
From Space:
 capacity = 21495808 (20.5MB)
 used = 21477712 (20.482742309570312MB)
 free = 18096 (0.0172576904296875MB)
 99.91581614424543% used
To Space:
 capacity = 21495808 (20.5MB)
 used = 0 (0.0MB)
 free = 21495808 (20.5MB)
 0.0% used
PS Old Generation
 capacity = 349700096 (333.5MB)
 used = 100703528 (96.03836822509766MB)
 free = 248996568 (237.46163177490234MB)
 28.79711191157351% used
 
2156 interned Strings occupying 152440 bytes.

示例二

顯示堆中對(duì)象的統(tǒng)計(jì)信息

jmap -histo:live pid 

其中包括每個(gè)Java類(lèi)、對(duì)象數(shù)量、內(nèi)存大小(單位：字節(jié))、完全限定的類(lèi)名。打印的虛擬機(jī)內(nèi)部的類(lèi)名稱將會(huì)帶有一個(gè)’*’前綴。如果指定了live子選項(xiàng)，則只計(jì)算活動(dòng)的對(duì)象。

~ jmap -histo:live 8985
 num #instances #bytes class name
----------------------------------------------
 1: 3682 339156840 [B
 2: 3806 408160 [C
 3: 3794 91056 java.lang.String
 4: 593 67480 java.lang.Class
 5: 587 54568 [Ljava.lang.Object;
 6: 3273 52368 com.kkb.example.HeapInstanceTest

示例三

打印類(lèi)加載器信息

jmap -clstats pid 

-clstats是-permstat的替代方案，在JDK8之前，-permstat用來(lái)打印類(lèi)加載器的數(shù)據(jù)打印Java堆內(nèi)存的永久保存區(qū)域的類(lèi)加載器的智能統(tǒng)計(jì)信息。對(duì)于每個(gè)類(lèi)加載器而言，它的名稱、活躍 度、地址、父類(lèi)加載器、它所加載的類(lèi)的數(shù)量和大小都會(huì)被打印。此外，包含的字符串?dāng)?shù)量和大小也會(huì)被打印。

~ jmap -clstats 8985
Attaching to process ID 8985, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.121-b13
finding class loader instances ..done.
computing per loader stat ..done.
please wait.. computing
liveness......................................................................
.............................done.
class_loader classes bytes parent_loader alive? type
<bootstrap> 517 969116 null live <internal>
0x00000007af095a08 0 0 0x00000007ae86f288 live 
java/util/ResourceBundle$RBClassLoader@0x00000007c00555e8
0x00000007ae86f288 9 29861 0x00000007ae8770f8 live 
sun/misc/Launcher$AppClassLoader@0x00000007c000f6a0
0x00000007ae8770f8 0 0 null live 
sun/misc/Launcher$ExtClassLoader@0x00000007c000fa48
total = 4 526 998977 N/A alive=4, dead=0 N/A

示例四

打印正等候回收的對(duì)象的信息

jmap -finalizerinfo pid 

~ jmap -finalizerinfo 10067
Attaching to process ID 10067, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 25.121-b13
Number of objects pending for finalization: 0

Number of objects pending for finalization: 0 說(shuō)明當(dāng)前F-QUEUE隊(duì)列中并沒(méi)有等待Fializer線程執(zhí)行final

示例五

生成堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)快照dump文件

jmap -dump:format=b,file=heapdump.dump pid 

以hprof二進(jìn)制格式轉(zhuǎn)儲(chǔ)Java堆到指定filename的文件中。live子選項(xiàng)是可選的。如果指定了live 子選項(xiàng)，堆中只有活動(dòng)的對(duì)象會(huì)被轉(zhuǎn)儲(chǔ)。想要瀏覽heap dump，你可以使用jhat(Java堆分析?具)讀取生成的文件。

這個(gè)命令執(zhí)行，JVM會(huì)將整個(gè)heap的信息dump寫(xiě)入到?個(gè)文件，heap如果比較大的話，就會(huì)導(dǎo)致這個(gè)過(guò)程比較耗時(shí)，并且執(zhí)行的過(guò)程中為了保證dump的信息是可靠的，所以會(huì)暫停應(yīng)用， 線上系統(tǒng)慎用。

~ jmap -dump:format=b,file=heapdump.dump 10067 
Dumping heap to /Users/hadoop/heapdump.dump ...

5.5 jhat

jhat：Java Heap Analysis Tool

jhat 命令解析Java堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)文件并啟動(dòng)一個(gè) web server，然后用瀏覽器來(lái)查看、瀏覽 dump 出來(lái)的 heap。

jhat 命令支持預(yù)先設(shè)計(jì)的查詢，比如顯示某個(gè)類(lèi)的所有實(shí)例。 還支持對(duì)象查詢語(yǔ)言(OQL, Object Query Language)。 OQL有點(diǎn)類(lèi)似SQL，專(zhuān)門(mén)用來(lái)查詢堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)。

5.5.1 使用語(yǔ)法

jhat [ options ] heap-dump-file

5.5.2 options可選值

-stack false|true
關(guān)閉對(duì)象分配調(diào)用棧跟蹤(tracking object allocation call stack)。 如果分配位置信息在堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)中不可用，則必須將此標(biāo)志設(shè)置為 false。 默認(rèn)值為 true 。

-refs false|true
關(guān)閉對(duì)象引用跟蹤(tracking of references to objects)。 默認(rèn)值為 true 。 默認(rèn)情況下, 返回的指針是指向其他特定對(duì)象的對(duì)象，如反向鏈接或輸入引用(referrers or incoming references), 會(huì)統(tǒng)計(jì)、計(jì)算堆中的所有對(duì)象。

-port port-number
設(shè)置 jhat HTTP server 的端口號(hào)。 默認(rèn)值 7000 。

-exclude exclude-file
指定對(duì)象查詢時(shí)需要排除的數(shù)據(jù)成員列表文件(a file that lists data members that should be excluded from the reachable objects query)。 例如, 如果文件列列出了 java.lang.String.value , 那么當(dāng)從某個(gè)特定對(duì)象 Object o 計(jì)算可達(dá)的對(duì)象列表時(shí), 引用路徑涉及 java.lang.String.value 的都會(huì)被排除。

-baseline exclude-file
指定一個(gè)基準(zhǔn)堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)(baseline heap dump)。 在兩個(gè) heap dumps 中有相同 object ID 的對(duì)象會(huì)被標(biāo)記為不是新的(marked as not being new)，其他對(duì)象被標(biāo)記為新的(new)。 在比較兩個(gè)不同的堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)很有用。

-debug int
設(shè)置 debug 級(jí)別。 0表示不輸出調(diào)試信息。 值越大則表示輸出更詳細(xì)的 debug 信息。

-version
啟動(dòng)后只顯示版本信息就退出

-h
顯示幫助信息并退出。 同 -help

-help
顯示幫助信息并退出。 同 -h

-J< flag >
因?yàn)閖hat命令實(shí)際上會(huì)啟動(dòng)一個(gè)JVM來(lái)執(zhí)行, 通過(guò) -J 可以在啟動(dòng)JVM時(shí)傳入一些啟動(dòng)參數(shù)。 例如, -J-Xmx512m 則指定運(yùn)行jhat的Java虛擬機(jī)使用的最大堆內(nèi)存為 512 MB。 如果需要使用多個(gè)JVM啟動(dòng)參數(shù)，則傳多多個(gè) -Jxxxxxx。

5.5.3 示例

利用jhat分析剛剛jmap輸出的堆文件

05.png

這樣就啟動(dòng)起來(lái)了一個(gè)簡(jiǎn)易的HTTP服務(wù)，端口號(hào)是7000，嘗試一下用瀏覽器訪問(wèn)?下它，本地的可以通過(guò)http://localhost:7000就可以得到這樣的頁(yè)面：

jhat啟動(dòng)后顯示的html頁(yè)面中包含有:

• All classes including platform:顯示出堆中所包含的所有的類(lèi)
• Show all members of the rootset :從根集能引用到的對(duì)象
• Show instance counts for all classes (including platform/excluding platform):顯示平臺(tái)包括的所有類(lèi)的實(shí)例數(shù)量
• Show heap histogram:堆實(shí)例的分布表
• Show finalizer summary:Finalizer 摘要
• Execute Object Query Language (OQL) query:執(zhí)行對(duì)象查詢語(yǔ)句（OQL）

select a from [I a where a.length > 256 //查詢長(zhǎng)度大于256的數(shù)組

5.6 jstack

jstack：Java Stack Trace

jstack是java虛擬機(jī)自帶的一種堆棧跟蹤工具。jstack用于生成java虛擬機(jī)當(dāng)前時(shí)刻的線程快照。線程快照是當(dāng)前java虛擬機(jī)內(nèi)每一條線程正在執(zhí)行的方法堆棧的集合，生成線程快照的主要目的是定位線程出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間停頓的原因，如線程間死鎖、死循環(huán)、請(qǐng)求外部資源導(dǎo)致的長(zhǎng)時(shí)間等待等。 線程出現(xiàn)停頓的時(shí)候通過(guò)jstack來(lái)查看各個(gè)線程的調(diào)用堆棧，就可以知道沒(méi)有響應(yīng)的線程到底在后臺(tái)做什么事情，或者等待什么資源。

如果java程序崩潰生成core文件，jstack工具可以用來(lái)獲得core文件的java stack和native stack的信息，從而可以輕松地知道java程序是如何崩潰和在程序何處發(fā)生問(wèn)題。另外，jstack工具還可以附屬到正在運(yùn)行的java程序中，看到當(dāng)時(shí)運(yùn)行的java程序的java stack和native stack的信息, 如果現(xiàn)在運(yùn)行的java程序呈現(xiàn)hung的狀態(tài)，jstack是非常有用的。

5.6.1 使用語(yǔ)法

jstack [ option ] pid 查看當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)，指定進(jìn)程的dump堆棧信息。
jstack [ option ] pid > 文件 將當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的指定進(jìn)程的dump堆棧信息，寫(xiě)入到指定文件中。
注:若該文件不存在，則會(huì)自動(dòng)生成；若該文件存在，則會(huì)覆蓋源文件。
jstack [ option ] executable core 查看當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)，core文件的dump堆棧信息。
jstack [ option ] [server_id@]<remote server IP or hostname> 查看當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)，遠(yuǎn)程機(jī)器的dump堆棧信息。

5.6.2 option可選值

-F 強(qiáng)制jstack。當(dāng)進(jìn)程掛起了，此時(shí)'jstack [-l] pid'是沒(méi)有響應(yīng)的，這時(shí)候可使用此參數(shù)來(lái)強(qiáng)制打印堆棧信息，一般情況不需要使用。
-m 打印java和native c/c++框架的所有棧信息?？梢源蛴VM的堆棧，以及Native的棧幀，一般應(yīng)用排查不需要使用。
-l 長(zhǎng)列表。打印關(guān)于鎖的附加信息。例如屬于java.util.concurrent的ownable synchronizers列表，會(huì)使得JVM停頓得?久得多（可能會(huì)差很多倍，?如普通的jstack可能?毫秒和?次GC沒(méi)區(qū)別，加了-l 就是近一秒的時(shí)間），-l 建議不要用。一般情況不需要使用。
-h or -hel 打印幫助信息

在thread dump中，要留意下面幾種狀態(tài)

• 死鎖，Deadlock（重點(diǎn)關(guān)注）
• 等待資源，Waiting on condition（重點(diǎn)關(guān)注）
• 等待獲取監(jiān)視器，Waiting on monitor entry（重點(diǎn)關(guān)注）
• 阻塞，Blocked（重點(diǎn)關(guān)注）
• 執(zhí)行中，Runnable
• 暫停，Suspended
• 對(duì)象等待中，Object.wait() 或 TIMED_WAITING
• 停止，Parked

5.6.3 示例

示例一

06.png

示例二
將指定進(jìn)程的當(dāng)前堆棧情況記錄到某個(gè)?件中

07.png

示例三
統(tǒng)計(jì)線程數(shù)

08.png

示例四
檢測(cè)死鎖

09.png

10.png

5.7 hprof

hprof：Heap/CPU Profiling Tool 能夠展現(xiàn)CPU使用率，統(tǒng)計(jì)堆內(nèi)存使用情況。

J2SE中提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的命令行工具來(lái)對(duì)java程序的cpu和heap進(jìn)行profiling，叫做HPROF。HPROF實(shí)際上是JVM中的一個(gè)native的庫(kù)，它會(huì)在JVM啟動(dòng)的時(shí)候通過(guò)命令行參數(shù)來(lái)動(dòng)態(tài)加載，并成為JVM進(jìn)程的一部分。若要在java進(jìn)程啟動(dòng)的時(shí)候使用HPROF，用戶可以通過(guò)各種命令行參數(shù)類(lèi)型來(lái)使用HPROF對(duì)java進(jìn)程的heap或者（和）cpu進(jìn)行profiling的功能。HPROF產(chǎn)生的profiling數(shù)據(jù)可以是二進(jìn)制的，也可以是文本格式的。這些日志可以用來(lái)跟蹤和分析java進(jìn)程的性能問(wèn)題和瓶頸，解決內(nèi)存使用上不優(yōu)的地方或者程序?qū)崿F(xiàn)上的不優(yōu)之處。二進(jìn)制格式的日志還可以被JVM中的HAT工具來(lái)進(jìn)行瀏覽和分析，用以觀察java進(jìn)程的heap中各種類(lèi)型和數(shù)據(jù)的情況。在J2SE 5.0以后的版本中，HPROF已經(jīng)被并入到一個(gè)叫做Java Virtual Machine Tool Interface（JVM TI）中。

5.7.1 使用語(yǔ)法

java -agentlib:hprof[=options] ToBeProfiledClass
java -Xrunprof[:options] ToBeProfiledClass
javac -J-agentlib:hprof[=options] ToBeProfiledClass

5.7.2 options可選值

Option Name and Value   Description                     Default
---------------------   -----------                     -------
heap=dump|sites|all     heap profiling                  all
cpu=samples|times|old   CPU usage                       off
monitor=y|n             monitor contention              n
format=a|b              text(txt) or binary output      a
file=<file>             write data to file              java.hprof[.txt]
net=<host>:<port>       send data over a socket         off
depth=<size>            stack trace depth               4
interval=<ms>           sample interval in ms           10
cutoff=<value>          output cutoff point             0.0001
lineno=y|n              line number in traces?          y
thread=y|n              thread in traces?               n
doe=y|n                 dump on exit?                   y
msa=y|n                 Solaris micro state accounting  n
force=y|n               force output to <file>          y
verbose=y|n             print messages about dumps      y

11.png

5.7.3 示例

官方示例

CPU Usage Sampling Profiling(cpu=samples)的例子
下面每隔20毫秒采樣CPU消耗信息，堆棧深度為3，生成的profile文件名稱是java.hprof.txt，在當(dāng)前目錄。

java -agentlib:hprof=cpu=samples,interval=20,depth=3 Hello

CPU Usage Times Profiling(cpu=times)的例子
它相對(duì)于CPU Usage Sampling Profile能夠獲得更加細(xì)粒度的CPU消耗信息，能夠細(xì)到每個(gè)?法調(diào)?的開(kāi)始和結(jié)束，它的實(shí)現(xiàn)使用了字節(jié)碼注入技術(shù)（BCI）

javac -J-agentlib:hprof=cpu=times Hello.java

Heap Allocation Profiling(heap=sites)的例子

javac -J-agentlib:hprof=heap=sites Hello.java

Heap Dump(heap=dump)的例子
它能比上面的Heap Allocation Profiling生成更詳細(xì)的Heap Dump信息：

javac -J-agentlib:hprof=heap=dump Hello.java

雖然在JVM啟動(dòng)參數(shù)中加入-Xrunprof:heap=sites參數(shù)可以生成CPU/Heap Profile文件，但對(duì)JVM性
能影響非常大，不建議在線上服務(wù)器環(huán)境使用。

示例一

統(tǒng)計(jì)方法耗時(shí)

classes java -agentlib:hprof=cpu=times,interval=10 com.kkb.example.HprofTest
Dumping CPU usage by timing methods ... done.

classes vim java.hprof.txt

12.png

示例二

生成跟蹤點(diǎn)類(lèi)所占內(nèi)存百分比

classes java -agentlib:hprof=heap=sites com.kkb.example.HprofTest
Dumping allocation sites ... done.

classes vim java.hprof.txt

13.png

5.8 jconsole

Jconsole：Java Monitoring and Management Console，Java 5引入，一個(gè)內(nèi)置 Java 性能分析器，可以從命令行或在 GUI shell 中運(yùn)行。您可以輕松地使用 JConsole來(lái)監(jiān)控 Java 應(yīng)用程序性能和跟蹤Java 中的代碼。

5.8.1 如何啟動(dòng)JConsole

如果是從命令行啟動(dòng)，使 JDK 在 PATH 上，運(yùn)行 jconsole 即可。
如果從 GUI shell 啟動(dòng)，找到 JDK 安裝路徑，打開(kāi) bin 文件夾，雙擊 jconsole 。

當(dāng)分析工具彈出時(shí)（取決于正在運(yùn)行的 Java 版本以及正在運(yùn)行的 Java 程序數(shù)量），可能會(huì)出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，要求輸入一個(gè)進(jìn)程的 URL 來(lái)連接，也可能列出許多不同的本地 Java 進(jìn)程（有時(shí)包含JConsole 進(jìn)程本身）來(lái)連接。
如下圖所示：想分析哪個(gè)程序就雙擊哪個(gè)進(jìn)程。

14.png

5.8.2 如何設(shè)置JAVA程序運(yùn)行時(shí)可以被JConsolse連接分析

本地程序（相對(duì)于開(kāi)啟JConsole的計(jì)算機(jī)），無(wú)需設(shè)置任何參數(shù)就可以被本地開(kāi)啟的JConsole連接（Java SE 6開(kāi)始無(wú)需設(shè)置，之前還是需要設(shè)置運(yùn)行時(shí)參數(shù) -Dcom.sun.management.jmxremote ）

JConsole如何連接遠(yuǎn)程機(jī)器的JAVA程序？

jconsole 192.168.0.1:8999

也可以在已經(jīng)打開(kāi)的JConsole界面操作，連接?新建連接?選擇遠(yuǎn)程進(jìn)程?輸入遠(yuǎn)程主機(jī)IP和端口號(hào)?點(diǎn)擊“連接”，如下圖

15.png

5.8.3 示例

示例一
進(jìn)入視圖后包括這六個(gè)標(biāo)簽：

• Overview: 顯示有關(guān)JVM和監(jiān)視值的概述信息
• Memory: 顯示內(nèi)存使用信息
• Threads: 顯示線程使用信息
• Classes: 顯示類(lèi)裝載信息
• VM Summary:顯示java VM信息

• MBeans: 顯示 MBeans

  
  
  16.png

上圖描述有我們需要的信息，同時(shí)點(diǎn)擊右鍵可以保存數(shù)據(jù)到CSV文件。

內(nèi)存頁(yè)簽相對(duì)于可視化的jstat 命令，用于監(jiān)視受收集器管理的虛擬機(jī)內(nèi)存。

17.png

6 JVM參數(shù)

在JVM調(diào)整過(guò)程中，主要是對(duì)JVM參數(shù)做的調(diào)整，以下我們介紹主要參數(shù)。JVM參數(shù)有很多，其實(shí)我們直接使用默認(rèn)的JVM參數(shù)，不去修改都可以滿足大多數(shù)情況。但是如果你想在有限的硬件資源下，部署的系統(tǒng)達(dá)到最大的運(yùn)行效率，那么進(jìn)行相關(guān)的JVM參數(shù)設(shè)置是必不可少的。

JVM參數(shù)主要分為以下三種：標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)、非標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)、不穩(wěn)定參數(shù)。

6.1 標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)

標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，顧名思義，標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)中包括功能以及輸出的結(jié)果都是很穩(wěn)定的，基本上不會(huì)隨著JVM版本的變化而變化。

標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)以-開(kāi)頭，如：java -version、java -jar等，通過(guò)java -help可以查詢所有的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，-help 也是?個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。

6.2 非標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)

非標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)以-X開(kāi)頭，是標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的擴(kuò)展。對(duì)應(yīng)前面講的標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)，這是非標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)。表示在將來(lái)的JVM版本中可能會(huì)發(fā)生改變，但是這類(lèi)以-X開(kāi)始的參數(shù)變化的比較小。
我們可以通過(guò) Java -X 命令來(lái)檢索所有-X 參數(shù)。

我們可以通過(guò)設(shè)置非標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)來(lái)配置堆的內(nèi)存分配，常用的非標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)有：

• -Xmn新生代內(nèi)存的大小，包括Eden區(qū)和兩個(gè)Survivor區(qū)的總和，寫(xiě)法如：-Xmn1024，-Xmn1024k，-Xmn1024m，-Xmn1g 。
• -Xms堆內(nèi)存的最小值，默認(rèn)值是總內(nèi)存/64（且小于1G）。默認(rèn)情況下，當(dāng)堆中可用內(nèi)存小于40%（這個(gè)值可以用-XX: MinHeapFreeRatio 調(diào)整，如-X:MinHeapFreeRatio=30）時(shí)，堆內(nèi)存會(huì)開(kāi)始增加，?直增加到-Xmx的大小。
• -Xmx堆內(nèi)存的最大值，默認(rèn)值是總內(nèi)存/4（且小于1G）。默認(rèn)情況下，當(dāng)堆中可用內(nèi)存大于70%（這個(gè)值可以用-XX: MaxHeapFreeRatio調(diào)整，如-X:MaxHeapFreeRatio =80）時(shí)，堆內(nèi)存會(huì)開(kāi)始減少，一直減小到-Xms的大小。
  如果Xms和Xmx都不設(shè)置，則兩者大小會(huì)相同
• -Xss每個(gè)線程的棧內(nèi)存，默認(rèn)1M，?般來(lái)說(shuō)是不需要改的。
• -Xrs減少JVM對(duì)操作系統(tǒng)信號(hào)的使用。
• -Xprof跟蹤正運(yùn)行的程序，并將跟蹤數(shù)據(jù)在標(biāo)準(zhǔn)輸出輸出。適合于開(kāi)發(fā)環(huán)境調(diào)試。
• -Xnoclassgc關(guān)閉針對(duì)class的gc功能。因?yàn)槠渥柚羶?nèi)存回收，所以可能會(huì)導(dǎo)致OutOfMemoryError錯(cuò)誤，慎用。
• -Xincgc開(kāi)啟增量gc（默認(rèn)為關(guān)閉）。這有助于減少長(zhǎng)時(shí)間GC時(shí)應(yīng)用程序出現(xiàn)的停頓，但由于可能和應(yīng)用程序并發(fā)執(zhí)行，所以會(huì)降低CPU對(duì)應(yīng)用的處理能力。
• -Xloggc:file與-verbose:gc功能類(lèi)似，只是將每次GC事件的相關(guān)情況記錄到一個(gè)文件中，文件的位置最好在本地，以避免網(wǎng)絡(luò)的潛在問(wèn)題。

6.3 不穩(wěn)定參數(shù)

這是我們?nèi)粘ｉ_(kāi)發(fā)中接觸到最多的參數(shù)類(lèi)型。這也是非標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)，相對(duì)來(lái)說(shuō)不穩(wěn)定，隨著JVM版本的變化可能會(huì)發(fā)生變化，主要用于JVM調(diào)優(yōu)和debug。

不穩(wěn)定參數(shù)以-XX 開(kāi)頭，此類(lèi)參數(shù)的設(shè)置很容易引起JVM 性能上的差異，使JVM存在極大的不穩(wěn)定性。如果此類(lèi)參數(shù)設(shè)置合理將大大提高JVM的性能及穩(wěn)定性。

不穩(wěn)定參數(shù)分為三類(lèi)：

• 性能參數(shù)：用于JVM的性能調(diào)優(yōu)和內(nèi)存分配控制，如內(nèi)存大小的設(shè)置
• 行為參數(shù)：用于改變JVM的基礎(chǔ)行為，如GC的方式和算法的選擇
• 調(diào)試參數(shù)：用于監(jiān)控、打印、輸出jvm的信息

不穩(wěn)定參數(shù)語(yǔ)法規(guī)則：

• 布爾類(lèi)型參數(shù)值：
  • -XX:+
  • -XX:-
    示例：-XX:+UseG1GC，表示啟用G1垃圾收集器
• 數(shù)字類(lèi)型參數(shù)值：
  -XX:
  示例：-XX:MaxGCPauseMillis=500 ，表示設(shè)置GC的最大停頓時(shí)間是500ms
• 字符串類(lèi)型參數(shù)值：
  -XX:
  示例：-XX:HeapDumpPath=./dump.core

6.4 常?參數(shù)

–Xms4g -Xmx4g –Xmn1200m –Xss512k 
-XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxTenuringThreshold=15 
-XX:PermSize=100m -XX:MaxPermSize=256m 
-XX:MaxDirectMemorySize=1G -XX:+DisableExplicitGC

參數(shù)解析：

• -Xms4g：初始化堆內(nèi)存大小為4GB，ms是memory start的簡(jiǎn)稱，等價(jià)于-XX:InitialHeapSize。
• -Xmx4g：堆內(nèi)存最大值為4GB，mx是memory max的簡(jiǎn)稱，等價(jià)于-XX:MaxHeapSize。
• -Xmn1200m：設(shè)置年輕代大小為1200MB。增大年輕代后，將會(huì)減小老年代大小。此值對(duì)系統(tǒng)性能影響較大，Sun官方推薦配置為整個(gè)堆的3/8。
• -Xss512k：設(shè)置每個(gè)線程的堆棧大小。JDK5.0以后每個(gè)線程堆棧大小為1MB，以前每個(gè)線程堆棧大小為256K。應(yīng)根據(jù)應(yīng)用線程所需內(nèi)存大小進(jìn)行調(diào)整。在相同物理內(nèi)存下，減小這個(gè)值能生成更多的線程。但是操作系統(tǒng)對(duì)一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的線程數(shù)還是有限制的，不能無(wú)限生成，經(jīng)驗(yàn)值在3000~5000左右。
• -XX:NewRatio=4：設(shè)置年輕代（包括Eden和兩個(gè)Survivor區(qū)）與老年代的比值（除去持久代）。設(shè)置為4，則年輕代與老年代所占比值為1：4，年輕代占整個(gè)堆棧的1/5
• -XX:SurvivorRatio=8：設(shè)置年輕代中Eden區(qū)與Survivor區(qū)的大小比值。設(shè)置為8，則兩個(gè)Survivor區(qū)與?個(gè)Eden區(qū)的比值為2:8，?個(gè)Survivor區(qū)占整個(gè)年輕代的1/10
• -XX:PermSize=100m：初始化永久代大小為100MB。
• -XX:MaxPermSize=256m：設(shè)置持久代大小為256MB。
• -XX:MaxTenuringThreshold=15：設(shè)置垃圾最大年齡。如果設(shè)置為0的話，則年輕代對(duì)象不經(jīng)過(guò)Survivor區(qū)，直接進(jìn)入老年代。對(duì)于老年代比較多的應(yīng)用，可以提高效率。如果將此值設(shè)置為?個(gè)較大值，則年輕代對(duì)象會(huì)在Survivor區(qū)進(jìn)行多次復(fù)制，這樣可以增加對(duì)象在年輕代的存活時(shí)間，增加在年輕代即被回收的概率。
• -XX:MaxDirectMemorySize=1G：直接內(nèi)存。報(bào)java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffermemory異?？梢陨险{(diào)這個(gè)值。
• -XX:+DisableExplicitGC：禁止運(yùn)行期顯式地調(diào)用System.gc()來(lái)觸發(fā)fulll GC。
  注意: Java RMI的定時(shí)GC觸發(fā)機(jī)制可通過(guò)配置-Dsun.rmi.dgc.server.gcInterval=86400來(lái)控制觸發(fā)的時(shí)間。
• -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=60：老年代內(nèi)存回收閾值，默認(rèn)值為68。
• -XX:ConcGCThreads=4：CMS垃圾回收器并行線程線，推薦值為CPU核心數(shù)。
• -XX:ParallelGCThreads=8：新生代并行收集器的線程數(shù)。
• -XX:CMSMaxAbortablePrecleanTime=500：當(dāng)abortable-preclean預(yù)清理階段執(zhí)行達(dá)到這個(gè)時(shí)間時(shí)就會(huì)結(jié)束。

新生代、老年代、永久代的參數(shù)，如果不進(jìn)性指定，虛擬機(jī)會(huì)子動(dòng)選擇合適的值，同時(shí)也會(huì)基于系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)自動(dòng)調(diào)整。

6.4.1 -XX:+PrintFlagsInitial、-XX:+PrintFlagsFinal

Java 6（update 21oder 21之后）版本， HotSpot JVM 提供給了兩個(gè)新的參數(shù)，在JVM啟動(dòng)后，在命令行中可以輸出所有XX參數(shù)和值。
-XX:+PrintFlagsInitial：查看初始值
-XX:+PrintFlagsFinal：查看最終值（初始值可能被修改掉）
讓我們現(xiàn)在就了解一下新參數(shù)的輸出。以 -client 作為參數(shù)的 -XX:+ PrintFlagsFinal 的結(jié)果是一個(gè)按字母排序的590個(gè)參數(shù)表格（注意，每個(gè)release版本參數(shù)的數(shù)量會(huì)不一樣）

18.png

表格的每一行包括五列，來(lái)表示一個(gè)XX參數(shù)。第一列表示參數(shù)的數(shù)據(jù)類(lèi)型，第二列是名稱，第四列為值，第五列是參數(shù)的類(lèi)別。第三列”=”表示第四列是參數(shù)的默認(rèn)值，而”:=” 表明了參數(shù)被用戶或者JVM賦值了。

如果我們只想看下所有XX參數(shù)的默認(rèn)值，能夠用一個(gè)相關(guān)的參數(shù)，-XX:+PrintFlagsInitial 。 用 -XX:+PrintFlagsInitial , 只是展示了第三列為“=”的數(shù)據(jù)（也包括那些被設(shè)置其他值的參數(shù)）。

然而，注意當(dāng)與-XX:+PrintFlagsFinal 對(duì)比的時(shí)候，一些參數(shù)會(huì)丟失，大概因?yàn)檫@些參數(shù)是動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的。

19.png

6.4.2 -XX:+PrintCommandLineFlags

讓我們看下這個(gè)參數(shù)，事實(shí)上這個(gè)參數(shù)非常有用: -XX:+PrintCommandLineFlags 。這個(gè)參數(shù)讓JVM打印出那些已經(jīng)被用戶或者JVM設(shè)置過(guò)的詳細(xì)的XX參數(shù)的名稱和值。

換句話說(shuō)，它列舉出 -XX:+PrintFlagsFinal的結(jié)果中第三列有":="的參數(shù)。以這種方式， 我們可以用-XX:+PrintCommandLineFlags作為快捷方式來(lái)查看修改過(guò)的參數(shù)?？聪旅娴睦?。

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現(xiàn)在如果我們每次啟動(dòng)java 程序的時(shí)候設(shè)置 -XX:+PrintCommandLineFlags 并且輸出到日志文件上，這樣會(huì)記錄下我們?cè)O(shè)置的JVM 參數(shù)對(duì)應(yīng)用程序性能的影響。

6.4.3 GC日志相關(guān)

設(shè)置JVM GC格式日志的主要參數(shù)包括如下8個(gè)：

1. -XX:+PrintGC 輸出簡(jiǎn)要GC日志
2. -XX:+PrintGCDetails 輸出詳細(xì)GC日志
3. -Xloggc:gc.log 輸出GC日志到文件
4. -XX:+PrintGCTimeStamps 輸出GC的時(shí)間戳（以JVM啟動(dòng)到當(dāng)期的總時(shí)長(zhǎng)的時(shí)間戳形式）
5. -XX:+PrintGCDateStamps 輸出GC的時(shí)間戳（以日期的形式，如 2020-04-26T21:53:59.234+0800）
6. -XX:+PrintHeapAtGC 在進(jìn)行GC的前后打印出堆的信息
7. -verbose:gc : 在JDK 8中，-verbose:gc是-XX:+PrintGC一個(gè)別稱，日志格式等價(jià)于：-XX:+PrintGC。不過(guò)在JDK 9中 -XX:+PrintGC被標(biāo)記為deprecated。
   -verbose:gc是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的選項(xiàng)，-XX:+PrintGC是一個(gè)實(shí)驗(yàn)的選項(xiàng)，建議使用-verbose:gc 替代-XX:+PrintGC
8. -XX:+PrintReferenceGC 打印年輕代各個(gè)引用的數(shù)量以及時(shí)長(zhǎng)

開(kāi)啟GC日志
多種方法都能開(kāi)啟GC的日志功能，其中包括：使用-verbose:gc或-XX:+PrintGC這兩個(gè)標(biāo)志中的任意一個(gè)能創(chuàng)建基本的GC日志（這兩個(gè)日志標(biāo)志實(shí)際上互為別名，默認(rèn)情況下的GC日志功能是關(guān)閉的）使用-XX:+PrintGCDetails標(biāo)志會(huì)創(chuàng)建更詳細(xì)的GC日志。
推薦使用-XX:+PrintGCDetails標(biāo)志（這個(gè)標(biāo)志默認(rèn)情況下也是關(guān)閉的）；通常情況下使用基本的GC日志很難診斷垃圾回收時(shí)發(fā)生的問(wèn)題。

開(kāi)啟GC時(shí)間提示
除了使用詳細(xì)的GC日志，我們還推薦使用-XX:+PrintGCTimeStamps或者-XX:+PrintGCDateStamps，便于我們更精確地判斷幾次GC操作之間的時(shí)間。這兩個(gè)參數(shù)之間的差別在于時(shí)間戳是相對(duì)于0（依據(jù)JVM啟動(dòng)的時(shí)間）的值，而日期戳（date stamp）是實(shí)際的日期字符串。由于日期戳需要進(jìn)性格式化，所以它的效率可能會(huì)受輕微的影響，不過(guò)這種操作并不頻繁，它造成的影響也很難被我們感知。

指定GC日志路徑
默認(rèn)情況下GC日志直接輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出，不過(guò)使用-Xloggc:filename標(biāo)志也能修改輸出到某個(gè)文件。除了顯式地使用-PrintGCDetails標(biāo)志，否則使用-Xloggc會(huì)自動(dòng)地開(kāi)啟基本日志模式。

使用日志循環(huán)（Log rotation）標(biāo)志可以限制保存在GC日志中的數(shù)據(jù)量；對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的服務(wù)器而言，這是一個(gè)非常有用的標(biāo)志，否則累積幾個(gè)月的數(shù)據(jù)很可能會(huì)耗盡服務(wù)器的磁盤(pán)。

開(kāi)啟日志滾動(dòng)輸出
通過(guò)-XX:+UseGCLogfileRotation -XX:NumberOfGCLogfiles=N -XX:GCLogfileSize=N標(biāo)志可以控制日志文件的循環(huán)。
默認(rèn)情況下，UseGCLogfileRotation標(biāo)志是關(guān)閉的。它負(fù)責(zé)打開(kāi)或關(guān)閉GC日志滾動(dòng)記錄功能的。要求必須設(shè)置 -Xloggc參數(shù)開(kāi)啟UseGCLogfileRotation標(biāo)志后，默認(rèn)的文件數(shù)目是0（意味著不作任何限制），默認(rèn)的日志文件大小是0（同樣也是不作任何限制）。因此，為了讓日志循環(huán)功能真正生效，我們必須為所有這些標(biāo)志設(shè)定值。

需要注意的是：

• 設(shè)置滾動(dòng)日志文件的大小，必須大于8k。當(dāng)前寫(xiě)日志文件大小超過(guò)該參數(shù)值時(shí)，日志將寫(xiě)入下一個(gè)文件
• 設(shè)置滾動(dòng)日志文件的個(gè)數(shù)，必須大于等于1
• 必須設(shè)置 -Xloggc 參數(shù)

開(kāi)啟語(yǔ)句

-XX:+PrintGCDetails 
-XX:+PrintGCDateStamps 
-Xloggc:/home/hadoop/gc.log 
-XX:+UseGCLogFileRotation 
-XX:NumberOfGCLogFiles=10 
-XX:GCLogFileSize=512k

其他有用參數(shù)
-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime 打印GC造成應(yīng)用暫停的時(shí)間
-XX:+PrintTenuringDistribution 在每次新生代 young GC時(shí),輸出幸存區(qū)中對(duì)象的年齡分布

日志含義

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6.4.4 -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction

CMSFullGCsBeforeCompaction 說(shuō)的是，在上一次CMS并發(fā)GC執(zhí)行過(guò)后，到底還要再執(zhí)行多少次full GC才會(huì)做壓縮。默認(rèn)是0，也就是在默認(rèn)配置下每次CMS GC頂不住了而要轉(zhuǎn)入full GC的時(shí)候都會(huì)做壓縮。 如果把CMSFullGCsBeforeCompaction配置為10，就會(huì)讓上面說(shuō)的第一個(gè)條件變成每隔10次真正的full GC才做一次壓縮（而不是每10次CMS并發(fā)GC就做一次壓縮，目前VM里沒(méi)有這樣的參數(shù)）。這會(huì)使full GC更少做壓縮，也就更容易使CMS的old gen受碎片化問(wèn)題的困擾。 本來(lái)這個(gè)參數(shù)就是用來(lái)配置降低full GC壓縮的頻率，以期減少某些full GC的暫停時(shí)間。CMS回退到full GC時(shí)用的算法是mark-sweep-compact，但compaction是可選的，不做的話碎片化會(huì)嚴(yán)重些但這次full GC的暫停時(shí)間會(huì)短些。這是個(gè)取舍。

-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=10

兩個(gè)參數(shù)必須同時(shí)使用才能生效。

6.4.5 -XX:HeapDumpPath

堆內(nèi)存出現(xiàn)OOM的概率是所有內(nèi)存耗盡異常中最高的，出錯(cuò)時(shí)的堆內(nèi)信息對(duì)解決問(wèn)題非常有幫助，所以給JVM設(shè)置這個(gè)參數(shù)(-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError)，讓JVM遇到OOM異常時(shí)能輸出堆內(nèi)信息，并通過(guò)（-XX:+HeapDumpPath）參數(shù)設(shè)置堆內(nèi)存溢出快照輸出的文件地址，這對(duì)于特別是對(duì)相隔數(shù)月才出現(xiàn)的OOM異常來(lái)說(shuō)尤為重要。
這兩個(gè)參數(shù)通常配套使用：

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 
-XX:HeapDumpPath=./

6.4.6 -XX:OnOutOfMemoryError

-XX:OnOutOfMemoryError=
"/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_121.jdk/Contents/Home/binjconsole"

表示發(fā)生OOM后，運(yùn)行jconsole程序。這里可以不用加“”，因?yàn)閖console.exe路徑Program Files含有空格。

利用這個(gè)參數(shù)，我們可以在系統(tǒng)OOM后，自定義一個(gè)腳本，可以用來(lái)發(fā)送郵件告警信息，可以用來(lái)重啟系統(tǒng)等等。

6.4.7 XX:InitialCodeCacheSize

JVM一個(gè)有趣的，但往往被忽視的內(nèi)存區(qū)域是“代碼緩存”，它是用來(lái)存儲(chǔ)已編譯方法生成的本地代碼。代碼緩存確實(shí)很少引起性能問(wèn)題，但是一旦發(fā)生其影響可能是毀滅性的。如果代碼緩存被占滿，JVM會(huì)打印出一條警告消息，并切換到interpreted-only 模式：JIT編譯器被停用，字節(jié)碼將不再會(huì)被編譯成機(jī)器碼。因此，應(yīng)用程序?qū)⒗^續(xù)運(yùn)行，但運(yùn)行速度會(huì)降低一個(gè)數(shù)量級(jí)，直到有人注意到這個(gè)問(wèn)題。

就像其他內(nèi)存區(qū)域一樣，我們可以自定義代碼緩存的大小。相關(guān)的參數(shù)是-XX:InitialCodeCacheSize 和-
XX:ReservedCodeCacheSize，它們的參數(shù)和上面介紹的參數(shù)一樣，都是字節(jié)值。

6.4.8 -XX:+UseCodeCacheFlushing

如果代碼緩存不斷增長(zhǎng)，例如，因?yàn)闊岵渴鹨鸬膬?nèi)存泄漏，那么提高代碼的緩存大小只會(huì)延緩其發(fā)生溢出。

為了避免這種情況的發(fā)生，我們可以嘗試一個(gè)有趣的新參數(shù)：當(dāng)代碼緩存被填滿時(shí)讓JVM放棄一些編譯代碼。通過(guò)使用-XX:+UseCodeCacheFlushing 這個(gè)參數(shù)，我們至少可以避免當(dāng)代碼緩存被填滿的時(shí)候JVM切換到interpreted-only 模式。

不過(guò)，我仍建議盡快解決代碼緩存問(wèn)題發(fā)生的根本原因，如找出內(nèi)存泄漏并修復(fù)它。