JVM学习(五):JVM运行时参数

news2024/9/23 9:30:33

一、JVM参数选项

1.1 标准参数选项

标准参数选项的特点是以-开头,比较稳定,后续版本基本不会变化

也就是在命令行输入

java  或  java -help

之后显示的参数,其中选项包括:

-d32 使用 32 位数据模型 (如果可用)

-d64 使用 64 位数据模型 (如果可用)

-server 选择 "server" VM

默认 VM 是 server.

-cp <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径>

-classpath <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径>

用 ; 分隔的目录, JAR 档案

和 ZIP 档案列表, 用于搜索类文件。

-D<名称>=<值>

设置系统属性

-verbose:[class|gc|jni]

启用详细输出

-version 输出产品版本并退出

-version:<值>

警告: 此功能已过时, 将在

未来发行版中删除。

需要指定的版本才能运行

-showversion 输出产品版本并继续

-jre-restrict-search | -no-jre-restrict-search

警告: 此功能已过时, 将在

未来发行版中删除。

在版本搜索中包括/排除用户专用 JRE

-? -help 输出此帮助消息

-X 输出非标准选项的帮助

-ea[:<packagename>...|:<classname>]

-enableassertions[:<packagename>...|:<classname>]

按指定的粒度启用断言

-da[:<packagename>...|:<classname>]

-disableassertions[:<packagename>...|:<classname>]

禁用具有指定粒度的断言

-esa | -enablesystemassertions

启用系统断言

-dsa | -disablesystemassertions

禁用系统断言

-agentlib:<libname>[=<选项>]

加载本机代理库 <libname>, 例如 -agentlib:hprof

另请参阅 -agentlib:jdwp=help 和 -agentlib:hprof=help

-agentpath:<pathname>[=<选项>]

按完整路径名加载本机代理库

-javaagent:<jarpath>[=<选项>]

加载 Java 编程语言代理, 请参阅 java.lang.instrument

-splash:<imagepath>

使用指定的图像显示启动屏幕

有关详细信息, 请参阅 http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/documentation/index.html。

1.2 -X参数选项

-X参数选项的特点是以-X开头,非标准化参数,功能比较稳定(但官方说后续版本可能会变更)。

也就是我们在命令行窗口输入

java -X

能查看到的参数,java -X这个命令也是1.1中标准参数选项中的一个

-Xmixed 混合模式执行(默认)

-Xint 仅解释模式执行

-Xbootclasspath:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件> 设置引导类和资源的搜索路径

-Xbootclasspath/a:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件> 附加在引导类路径末尾

-Xbootclasspath/p:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件> 置于引导类路径之前

-Xdiag 显示附加诊断消息

-Xnoclassgc 禁用类垃圾收集

-Xincgc 启用增量垃圾收集

-Xloggc:<file> 将 GC 状态记录在文件中(带时间戳)

-Xbatch 禁用后台编译

-Xms<size> 设置初始 Java 堆大小

-Xmx<size> 设置最大 Java 堆大小

-Xss<size> 设置 Java 线程堆栈大小

-Xprof 输出 cpu 分析数据

-Xfuture 启用最严格的检查,预计会成为将来的默认值

-Xrs 减少 Java/VM 对操作系统信号的使用(请参阅文档)

-Xcheck:jni 对 JNI 函数执行其他检查

-Xshare:off 不尝试使用共享类数据

-Xshare:auto 在可能的情况下使用共享类数据(默认)

-Xshare:on 要求使用共享类数据,否则将失败。

-XshowSettings 显示所有设置并继续

-XshowSettings:system (仅限 Linux)显示系统或容器配置并继续

-XshowSettings:all 显示所有设置并继续

-XshowSettings:vm 显示所有与 vm 相关的设置并继续

-XshowSettings:properties 显示所有属性设置并继续

-XshowSettings:locale 显示所有与区域设置相关的设置并继续

-X 选项是非标准选项。如有更改,恕不另行通知。

特别地:-Xmx、-Xms最好设置成一样的值,避免扩容带来的损耗

-Xms<size> 等价于 -XX:InitialHeapSize

-Xmx<size> 等价于 -XX:MaxHeapSize

-Xss<size> 等价于 -XX:ThreadStackSize

1.3 -XX参数选项

-XX参数选项的特点是以-XX开头,非标准化参数,这类选项属于实验性,不稳定。是使用最多的参数类型。作用是用于开发和调试JVM。

主要分为两类,Boolean类型格式 和 非Boolean类型格式(key-value类型)

1.3.1 Boolean类型格式

-XX:+<option> 表示启用option属性

-XX:-<option>表示禁用option属性

例如:

-XX:-UseParalle1GC 不选择垃圾收集器为并行收集器

-XX:+UseG1GC 表示启用G1收集器

-XX:+UseAdaptiveSizePolicy 自动选择年轻代区大小和相应的Survivor区比例

1.3.2 非Boolean类型格式(key-value类型)

子类型1:数值型格式-XX:<option>=<number>

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(例如32k跟32768是一样的效果)

例如:

-XX:NewSize=1024m 表示设置新生代初始大小为1024兆

-XX:MaxGCPauseMillis=500 表示设置Gc停顿时间:580毫秒

-XX:GCTimeRatio=19 表示设置吞吐量

-XX:NewRatio=2 表示新生代与老年代的比例

二、如何添加JVM参数

2.1 在编译器中添加

我使用的是IntelliJ IDEA Community 2021.2.4

2.2 运行jar包时添加

java -Xms50m -Xmx50m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -jar demo.jar

这是在java -jar demo.jar中的java -jar之间添加了虚拟机配置信息

2.3 通过Tomcat运行war包时添加

Linux系统下可以在tomcat/bin/catalina.sh中添加类似如下配置:

JAVA_OPTS="-Xms512M -Xmx1024M"

Windows系统下载catalina.bat中添加类似如下配置:

set "JAVA_OPTS=-Xms512M -Xmx1024M"

2.4 程序运行过程中添加

使用jinfo -flag <name>=<value> <pid>设置非Boolean类型参数

使用jinfo -flag [+|-]<name> <pid>设置Boolean类型参数

想了解jinfo命令,可以参考我的文章:JVM学习(二):JVM监控及诊断工具-命令行篇

三、常用的JVM参数选项

3.1 打印设置的XX选项及值

  • -XX:+PrintCommandLineFlags 可以让程序运行前打印出用户手动设置或者JVM自动设置的XX选项

  • -XX:+PrintFlagsInitial 表示打印出所有XX选项的默认值

  • -XX:+PrintFlagsFinal 表示打印出XX选项在运行程序时生效的值

  • -XX:+PrintVMOptions 打印JVM的参数

3.2 内存大小设置

3.2.1 栈

  • -Xss128k 等价于-XX:ThreadStackSize,设置每个线程的栈大小为128k

3.2.2 堆内存

  • -Xms3550m 等价于-XX:InitialHeapSize,设置JVM初始堆内存为3500M

  • -Xmx3550m 等价于-XX:MaxHeapSize,设置JVM最大堆内存为3500M

  • -Xmn2g 设置年轻代大小为2G,即等价于-XX:NewSize=2g -XX:MaxNewSize=2g,也就是设置年轻代初始值和年轻代最大值都是2G。官方推荐配置为整个堆大小的3/8

  • -XX:NewSize=1024m 设置年轻代初始值为1024M

  • -XX:MaxNewSize=1024m 设置年轻代最大值为1024M

  • -XX:SurvivorRatio=8 设置年轻代中Eden区与一个Survivor区的比值,默认为8

注意:只有显式使用Eden区和Survivor区的比例,才会让比例生效,否则比例都会自动设置,至于其中的原因,请看下面的-XX:+UseAdaptiveSizePolicy中的解释,最后推荐使用默认打开的-XX:+UseAdaptiveSizePolicy设置,并且不显示设置-XX:SurvivorRatio

  • -XX:+UseAdaptiveSizePolicy 自动选择各区大小比例,默认开启

默认开启,将会导致Eden区和Survivor区的比例自动分配,因此也会引起我们默认值 -XX:SurvivorRatio=8失效,所以真实比例可能不是8,比如可能是6等

  • -XX:NewRatio=2 设置老年代与年轻代(包括1个Eden区和2个Survivor区)的比值,默认为2

  • -XX:PretenureSizeThreadshold=1024 设置让大于此阈值的对象直接分配在老年代,单位为字节。只对Serial、ParNew收集器有效

  • -XX:MaxTenuringThreshold=15 默认值为15 新生代每次MinorGC后,还存活的对象年龄+1,当对象的年龄大于设置的这个值时就进入老年代

  • -XX:+PrintTenuringDistribution 让JVM在每次MinorGC后打印出当前使用的Survivor中对象的年龄分布

  • -XX:TargetSurvivorRatio 表示MinorGC结束后Survivor区域中占用空间的期望比例

3.2.3 方法区

3.2.3.1 永久代

  • -XX:PermSize=256m 设置永久代初始值为256M

  • -XX:MaxPermSize=256m 设置永久代最大值为256M

3.2.3.2 元空间

  • -XX:MetaspaceSize 初始空间大小

  • -XX:MaxMetaspaceSize 最大空间,默认没有限制

  • -XX:+UseCompressedOops 使用压缩对象指针

  • -XX:+UseCompressedClassPointers 使用压缩类指针

  • -XX:CompressedClassSpaceSize 设置Klass Metaspace的大小,默认1G

3.2.4 直接内存

  • -XX:MaxDirectMemorySize 指定DirectMemory容量,若未指定,则默认与Java堆最大值一样

3.3 OutOfMemory相关的选项

  • -XX:+HeapDumpOnOutMemoryError

表示在内存出现OOM的时候,生成Heap转储文件,以便后续分析,-XX:+HeapDumpBeforeFullGC和-XX:+HeapDumpOnOutMemoryError只能设置1个

  • -XX:+HeapDumpBeforeFullGC

表示在出现FullGC之前,生成Heap转储文件,以便后续分析,-XX:+HeapDumpBeforeFullGC和-XX:+HeapDumpOnOutMemoryError只能设置1个,请注意FullGC可能出现多次,那么dump文件也会生成多个

  • -XX:HeapDumpPath=<path>

指定heap转存文件的存储路径,如果不指定,就会将dump文件放在当前目录中

  • -XX:OnOutOfMemoryError

指定一个可行性程序或者脚本的路径,当发生OOM的时候,去执行这个脚本

3.4 垃圾收集器相关选项

3.4.1 查看默认的垃圾回收器

-XX:+PrintCommandLineFlags 查看命令行相关参数(包含使用的垃圾收集器)

使用命令行指令: jinfo - flag相关垃圾回收器参数进程ID

3.4.2 Serial回收器

seriaI收集器作为HotSpot中client模式下的默认新生代垃圾收集器。Serial old是运行在Client模式下默认的老年代的垃圾回收器。

-XX:+UseSerialGC 指定年轻代和老年代都使用串行收集器。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。

3.4.3 Parnew回收器

该回收器最终将会没有搭档,相当于被遗弃。

3.4.4 Parallel回收器

  • -XX:+UseParallelOldGc手动指定老年代都是使用并行回收收集器。

分别适用于新生代和老年代。默认jdk8是开启的。

上面两个参数,默认开启一个,另一个也会被开启。(互相激活)

  • -XX:ParallelGCThreads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。

在默认情况下,当CPU 数量小于8个,Paralle1GCThreads 的值等于CPU 数量。

当CPU数量大于8个,ParallelGCThreads的值等于3+[5*CPu_Count]/8]

  • -XX:MaxGCPauseMillis设置垃圾收集器最大停顿时间(即STw的时间)。单位是毫秒。

为了尽可能地把停顿时间控制在NaxGCPauseNills以内,收集器在工作时会调整Java堆大小

或者其他一些参数。

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。

该参数使用需谨慎。

  • -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。

取值范围(0,100)。默认值99,也就是垃圾回收时间不超过1%。

与前一个-XX:MaxGCPauseMillis参数有一定矛盾性。暂停时间越长,Radio参数就容易超过

设定的比例。

  • -XX:+UseAdaptiveSizePolicy设置Parallel Scavenge收集器具有自适应调节策略

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。

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(MaxGCPauseMills),让虚拟机自己完成调优工作。

注意:

1、Parallel回收器主打吞吐量,而CMS和G1主打低延迟,如果主打吞吐量,那么就不应该限制最大停顿时间,所以-XX:MaxGCPauseMills不应该设置

2、-XX:MaxGCPauseMills中的调整堆大小通过默认开启的-XX:+UseAdaptiveSizePolicy来实现

3、-XX:GCTimeRatio用来衡量吞吐量,并且和-XX:MaxGCPauseMills矛盾,因此不会同时使用

3.4.5 CMS回收器

  • -XX:+UseConcMarkSweepGc 手动指定使用CMS 收集器执行内存回收任务。

开启该参数后会自动将-XX:+UseParNewGc打开。即:ParNew(Youngl区用)+CMS(Old区用

)+Serial old的组合。

  • -XX:CMSInitiating0ccupanyFraction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。

JDK5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CNS回收。JDK6及以上版本默认值为92%

如果内存增长缓慢,则可以设置一个稍大的值,大的阙值可以有效降低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。

  • -XX:+UseCNSCompactAtFullCollection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。

  • -XX:CNSFullGCsBeforeCompaction设置在执行多少次Full GC后对内存空间进行压缩整理。

  • -XX: ParallelCNSThreads设置CMS的线程数量。

CNS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。

-XX:ParallelCMSThreads和ParallelGCThreads有关系,ParallelGCThreads在上面Parnew回收器中有提到。

另外,CMS收集器还有如下常用参数:

  • -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;

  • -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly:是否动态可调,用这个参数可以使CNS一直按CMSInitiatingoccupancyFraction设定的值启动

  • -XX:+CMSScavengeBeforeRemark:强制hotspot虚拟机在cms remark阶段之前做一次minorgc,用于提高remark阶段的速度;

  • -XX:+CMSClassUnloadingEnable:如果有的话,启用回收Perm 区(JDK8之前)

  • -XX:+CMSParallelInitialEnabled:用于开启CNS 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Java8开始已经默认开启;

  • -XX:+CMSParallelRemarkEnabled:用户开启CNS remark阶段采用多线程的方式进行重新标记,默认开启;

  • -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent

-XX:+ExplicitGCInvokesConcurrentAndUnloadsClasses这两个参数用户指定hotspot虚拟在执行System.gc()时使用CMS周期;

  • -XX:+CMSPrecleaningEnabled:指定CNS是否需要进行Pre cleaning这个阶段

特别说明:

JDK9新特性:CMS被标记为Deprecate了(JEP291)。如果对JDK9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。

JDK14新特性:删除CMS垃圾回收器(JEP363)。移除了CMS垃圾收集器,如果在JDK14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。

3.4.6 G1回收器

  • -XX:+UseG1GC 手动指定使用G1收集器执行内存回收任务。

  • -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。

  • -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

  • -XX:Paralle1GCThread

设置STW时GC线程数的值。最多设置为8

  • -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。

  • -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent

设置触发并发GC周期的Java堆占用率阙值。超过此值,就触发GC。默认值是45。

  • -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%)

3.5 GC日志相关选项

3.5.1 常用参数

  • -verbose:gc 输出日志信息,默认输出的标准输出。可以独立使用

  • -XX:+PrintGC 等同于-verbose:gc 表示打开简化的日志。可以独立使用

  • -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的分配情况。可以独立使用

  • -XX:+PrintGCTimeStamps 程序启动到GC发生的时间秒数。不可以独立使用,需要配合-XX:+PrintGCDetails使用

  • -XX:+PrintGCDateStamps 输出GC发生时的时间戳(以日期的形式,例如:2013-05-04T21:53:59.234+0800)。不可以独立使用,可以配合-XX:+PrintGCDetails使用

  • -XX:+PrintHeapAtGC 每一次GC前和GC后,都打印堆信息。可以独立使用

  • -XIoggc:<file> 把GC日志写入到一个文件中去,而不是打印到标准输出中

3.5.2 其他参数

  • -XX:TraceClassLoading 监控类的加载

  • -XX:PrintGCApplicationStoppedTime 打印GC时线程的停顿时间

  • -XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime 垃圾收集之前打印出应用未中断的执行时间

  • -XX:+PrintReferenceGC 记录回收了多少种不同引用类型的引用

  • -XX:+PrintTenuringDistribution 让JVM在每次MinorGC后打印出当前使用的Survivor中对象的年龄分布

  • -XX:+UseGCLogFileRotation 启用GC日志文件的自动转储

  • -XX:NumberOfGCLogFiles=1 GC日志文件的循环数目

  • -XX:GCLogFileSize=1M 控制GC日志文件的大小

3.6 其他参数

  • -XX:+DisableExplicitGC 禁用hotspot执行System.gc(),默认禁用

  • -XX:ReservedCodeCacheSize=<n>[g|m|k]、-XX:InitialCodeCacheSize=<n>[g|m|k]

指定代码缓存的大小

  • -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

  • -XX:+DoEscapeAnalysis 开启逃逸分析

  • -XX:+UseBiasedLocking 开启偏向锁

  • -XX:+UseLargePages 开启使用大页面

  • -XX:+PrintTLAB 打印TLAB的使用情况

  • -XX:TLABSize 设置TLAB大小

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