1. 文章引言

我们经常在tomcat的catalina.bat或者catalina.sh中配置如下参数：

-vmargs
-Xms128M
-Xmx512M
-XX:PermSize=256M
-XX:MaxPermSize=512M

当然，除了tomcat，像MyEclipse，eclipse、idea等编辑器中也会配置上述代码，如下我的idea编辑器的配置：

我们经常使用这些参数，那么，这些参数有什么含义呢？

如下，我便详细解读-Xms -Xmx -Xmn -Xss -XX:PermSize -XX:MaxPermSize等参数的设置和优化。

2. 常见配置汇总

2.1 Xmn Xms Xmx Xss的区别

Xmn Xms Xmx Xss都是JVM对内存的配置参数，我们可以根据不同需要区修改这些参数，以达到运行程序的最好效果，它们的区别如下：

1. -Xms：堆内存的初始大小，默认为物理内存的1/64

2. -Xmx：堆内存的最大大小，默认为物理内存的1/4

3. -Xmn：堆内新生代的大小。通过这个值也可以得到老生代的大小，即-Xmx减去-Xmn

4. -Xss：设置每个线程可使用的内存大小，即栈的大小。在相同物理内存下，减小这个值能生成更多的线程，当然操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的，不能无限生成。线程栈的大小是个双刃剑，如果设置过小，可能会出现栈溢出，特别是在该线程内有递归、大的循环时出现溢出的可能性更大，如果该值设置过大，就有影响到创建栈的数量，如果是多线程的应用，就会出现内存溢出的错误。

2.2 其他常见配置

除了这些配置，JVM还有非常多的配置，常用的如下：

1. 堆设置

   • -Xms：初始堆大小

   • -Xmx：最大堆大小

   • -XX：NewSize=n即设置年轻代大小

   • -XX：NewRatio=n即设置年轻代和年老代的比值。如为3，表示年轻代与年老代比值为1:3,年轻代占整个年轻代年老代和的1/4

   • -XX：SurvivorRatio=n即年轻代中Eden区与两个Survivor区的比值。注意Survivor区有两个。如为3，表示Eden:Survivor=3:2，一个Survivor区占整个年轻代的1/5

   • -XX：MaxPermSize=n即设置持久代大小

2. 收集器设置

   • -XX：+UseSerialGC即设置串行收集器

   • -XX：+UseParallelGC即设置并行收集器

   • -XX：+UseParalledlOldGC即设置并行年老代收集器

   • -XX：+UseConcMarkSweepGC即设置并发收集器

3. 垃圾回收统计信息

   • -XX：+PrintGC

   • -XX：+PrintGCDetails

   • -XX：+PrintGCTimeStamps

   • -Xloggc：filename

4. 并行收集器设置

   • -XX：ParallelGCThreads=n即设置并行收集器收集时使用的​​​CPU​​​数，并行收集线程数

   • -XX：MaxGCPauseMillis=n即设置并行收集最大暂停时间

   • -XX：GCTimeRatio=n即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)

5. 并发收集器设置

   • -XX：+CMSIncrementalMode即设置为增量模式，适用于单CPU情况

   • -XX：ParallelGCThreads=n即设置并发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

2.3 典型设置举例

举个例子，假如如下配置jvm参数：

java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k

1. -Xmx3550m：设置JVM最大可用内存为3550M

2. -Xms3550m：设置JVM促使内存为3550m。此值可以设置与-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存

3. -Xmn2g：设置年轻代大小为2G。整个堆大小 = 年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小。 持久代一般固定大小为64m，所以增大年轻代后，将会减小年老代大小.此值对系统性能影响较大。Sun官方推荐配置为整个堆的3/8

4. -Xss128k：设置每个线程的堆栈大小。JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M，以前每个线程堆栈大小为256K。更具应用的线程所需内存大小进行调整。在相同物理内存下，减小这个值能生成更多的线程。但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的,不能无限生成,经验值在3000~5000左右

再举个例子，比如：

java -Xmx3550m 
-Xms3550m 
-Xss128k 
-XX:NewRatio=4 
-XX:SurvivorRatio=4 
-XX:MaxPermSize=16m 
-XX:MaxTenuringThreshold=0

1. -XX：NewRatio=4：设置年轻代(包括Eden和两个Survivor区)与年老代的比值(除去持久代)。比如设置为4，则年轻代与年老代所占比值为1:4，年轻代占整个堆栈的1/5

2. -XX:SurvivorRatio=4：设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值。设置为4，则两个Survivor区与一个Eden区的比值为2:4，一个Survivor区占整个年轻代的1/6

3. -XX:MaxPermSize=16m：设置持久代大小为16m

4. -XX:MaxTenuringThreshold=0：设置垃圾最大年龄.如果设置为0的话，则年轻代对象不经过Survivor区，直接进入年老代. 对于年老代比较多的应用,可以提高效率。如果将此值设置为一个较大值，则年轻代对象会在Survivor区进行多次复制，这样可以增加对象再年轻代的存活时间，增加在年轻代即被回收的概论

3. 回收器选择

JVM给了如下三种选择：

1. 串行收集器

2. 并行收集器

3. 并发收集器

但是串行收集器只适用于小数据量的情况，所以，这里的选择主要针对并行收集器和并发收集器。

默认情况下，JDK5.0以前都是使用串行收集器，如果想使用其他收集器需要在启动时加入相应参数。但JDK5.0以后，JVM会根据当前系统配置进行判断。

3.1 吞吐量优先的并行收集器

如上文所述，并行收集器主要以到达一定的吞吐量为目标，适用于科学技术和后台处理等。

如下配置所示:

java -Xmx3550m 
-Xms3550m 
-Xmn2g 
-Xss128k 
-XX:+UseParallelGC 
-XX:ParallelGCThreads=20 
-XX:+UseParallelOldGC
XX:MaxGCPauseMillis=100
XX:+UseAdaptiveSizePolicy

1. -XX:+UseParallelGC：选择垃圾收集器为并行收集器。此配置仅对年轻代有效。即上述配置下，年轻代使用并发收集，而年老代仍旧使用串行收集。

2. -XX:ParallelGCThreads=20：配置并行收集器的线程数，即同时多少个线程一起进行垃圾回收。此值最好配置与处理器数目相等。

3. -XX:+UseParallelOldGC：配置年老代垃圾收集方式为并行收集。JDK6.0支持对年老代并行收集。

4. -XX:MaxGCPauseMillis=100：设置每次年轻代垃圾回收的最长时间，如果无法满足此时间，JVM会自动调整年轻代大小，以满足此值。

5. -XX:+UseAdaptiveSizePolicy：设置此选项后，并行收集器会自动选择年轻代区大小和相应的Survivor区比例，以达到目标系统规定的最低相应时间或者收集频率等。此值建议使用并行收集器时一直打开。

3.2 响应时间优先的并发收集器

如上文所述，并发收集器主要是保证系统的响应时间，减少垃圾收集时的停顿时间。适用于应用服务器,电信领域等。

如下配置所示:

java -Xmx3550m 
-Xms3550m 
-Xmn2g 
-Xss128k 
-XX:+UseConcMarkSweepGC 
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection

1. -XX:+UseConcMarkSweepGC：设置年老代为并发收集。测试中配置这个以后，-XX:NewRatio=4的配置失效了，原因不明。所以，此时年轻代大小最好用-Xmn设置。

2. -XX:+UseParNewGC：设置年轻代为并行收集。可与CMS收集同时使用。JDK5.0以上，JVM会根据系统配置自行设置，所以无需再设置此值。

3. -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：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。此值设置运行多少次GC以后对内存空间进行压缩、整理。

4. -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：打开对年老代的压缩。可能会影响性能，但是可以消除碎片。

3.3 辅助信息

JVM提供了大量命令行参数,打印信息,供调试使用.主要有以下一些:

1. -XX:+PrintGC

输出形式：

[GC 118250K->113543K(130112K), 0.0094143 secs] 
[Full GC 121376K->10414K(130112K), 0.0650971 secs]

2. -XX:+PrintGCDetails
   输出形式：

[GC [DefNew: 8614K->781K(9088K), 0.0123035 secs] 118250K->113543K(130112K), 0.0124633 secs] 
[GC [DefNew: 8614K->8614K(9088K), 0.0000665 secs][Tenured: 112761K->10414K(121024K), 0.0433488 secs] 121376K->10414K(130112K), 0.0436268 secs]

3. -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGC:PrintGCTimeStamps，可与上面两个混合使用

输出形式：

11.851: [GC 98328K->93620K(130112K), 0.0082960 secs]

4. -XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime

打印每次垃圾回收前，程序未中断的执行时间，可与上面混合使用

输出形式：

Application time: 0.5291524 seconds

5. -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime:

打印垃圾回收期间程序暂停的时间，可与上面混合使用

输出形式：

Total time for which application threads were stopped: 0.0468229 seconds

6. -XX:PrintHeapAtGC

打印GC前后的详细堆栈信息

输出形式：

34.702: [GC {Heap before gc invocations=7:
 def new generation total 55296K, used 52568K [0x1ebd0000, 0x227d0000, 0x227d0000)
 eden space 49152K, 99% used [0x1ebd0000, 0x21bce430, 0x21bd0000)
 from space 6144K, 55% used [0x221d0000, 0x22527e10, 0x227d0000)
 to space 6144K, 0% used [0x21bd0000, 0x21bd0000, 0x221d0000)
 tenured generation total 69632K, used 2696K [0x227d0000, 0x26bd0000, 0x26bd0000)
 the space 69632K, 3% used [0x227d0000, 0x22a720f8, 0x22a72200, 0x26bd0000)
 compacting perm gen total 8192K, used 2898K [0x26bd0000, 0x273d0000, 0x2abd0000)
 the space 8192K, 35% used [0x26bd0000, 0x26ea4ba8, 0x26ea4c00, 0x273d0000)
 ro space 8192K, 66% used [0x2abd0000, 0x2b12bcc0, 0x2b12be00, 0x2b3d0000)
 rw space 12288K, 46% used [0x2b3d0000, 0x2b972060, 0x2b972200, 0x2bfd0000)
 34.735: [DefNew: 52568K->3433K(55296K), 0.0072126 secs] 55264K->6615K(124928K)Heap after gc invocations=8:
 def new generation total 55296K, used 3433K [0x1ebd0000, 0x227d0000, 0x227d0000)
 eden space 49152K, 0% used [0x1ebd0000, 0x1ebd0000, 0x21bd0000)
 from space 6144K, 55% used [0x21bd0000, 0x21f2a5e8, 0x221d0000)
 to space 6144K, 0% used [0x221d0000, 0x221d0000, 0x227d0000)
 tenured generation total 69632K, used 3182K [0x227d0000, 0x26bd0000, 0x26bd0000)
 the space 69632K, 4% used [0x227d0000, 0x22aeb958, 0x22aeba00, 0x26bd0000)
 compacting perm gen total 8192K, used 2898K [0x26bd0000, 0x273d0000, 0x2abd0000)
 the space 8192K, 35% used [0x26bd0000, 0x26ea4ba8, 0x26ea4c00, 0x273d0000)
 ro space 8192K, 66% used [0x2abd0000, 0x2b12bcc0, 0x2b12be00, 0x2b3d0000)
 rw space 12288K, 46% used [0x2b3d0000, 0x2b972060, 0x2b972200, 0x2bfd0000)
 }, 0.0757599 secs]

7. -Xloggc:filename

与上面几个配合使用，把相关日志信息记录到文件以便分析。

4. 参考文档

1. https://blog.51cto.com/u_15812686/5741718