JVM监控及诊断-运行参数篇

01-JVM参数选项类型

-X参数选项

-Xms<size>        设置初始 Java 堆大小, 等价于-XX:InitialHeapSize
-Xmx<size>        设置最大 Java 堆大小, 等价于-XX:MaxHeapSize
-Xss<size>        设置 Java 线程堆栈大小, 等价于-XX:ThreadStackSize

-XX参数选项

Boolean类型格式

-XX:+<option> 表示启用option属性
-XX:-<option> 表示禁用option属性

-XX:+UseParallelGC  选择垃圾回收器行为并行收集器
-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

非 Boolean 类型格式(key-value类型)

子类型1: 数值型格式 -XX<option>=<number>

-XX:NewSize-1024m  表示设置新生代初始大小为1024m
-XX:MaxGCPauseMillis=500  表示设置GC停顿时间：500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

子类型2: 非数值型格式 -XX:<name>=<string>

-XX:HeapDumpPath=/usr/local/heapdump.hprof  用来指定 heap 转存文件的存储路径。

特别的

-XX:+PrintFlagsFinal
输出所有参数的默认值

02-添加JVM参数选项

程序运行过程中

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

03-常用的JVM参数选项

打印设置的XX选项及值

-XX:+PrintCommandLineFlags  可以让在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

堆、栈、方法区等内存大小设置

栈

-Xss128k  设置每个线程的栈大小为128k

堆内存

-Xms3550m  等价于-XX:InitialHeapSize,设置 JVM 初始堆内存为3550M
-Xmx3550m  等价于-XX:MaxHeapSize,设置 JVM 最大堆内存为3550M
-Xmn2g  设置年轻代大小为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 Survivorl 区的比值，默认为8
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy  自动选择各区大小比例
-XX:NewRatio=4  设置老年代与年轻代（包括1个Eden和2个Survivorl区）的比值
-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、ParNewl收集器有效

方法区

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

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  压缩对象指针
-XX:+UseCompressedClassPointers  压缩类指针
-XX:CompressedClassSpaceSize  设置Klass Metaspace的大小，默认1G

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

OutofMemory相关的选项

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError  表示在内存出现OOM的时候，把Heap转存(Dump)到文件以便后续分析
-XX:+HeapDumpBeforeFullGC  表示在出现FulIGC之前，生成Heap转储文件
-XX:HeapDumpPath=<path>  指定heap转存文件的存储路径
-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

对 OnOutOfMemoryError 的运维处理
以部署在 linux 系统 /opt/Server 目录下的 Server.jar 为例

在 run.sh 启动脚本中添加 jvm 参数：

-XX:OnOutofMemoryError=/opt/Server/restart.sh

restart.sh脚本

linux 环境：

#!/bin/bash
pid=$(ps -ef|grep Server.jar|awk '{if($8=="java"){print $2}}')
kill -9 $pid
cd /opt/Server/;sh run.sh

Windows 环境：

echo off
wmic process where Name='java.exe'delete
cd D:\Server
start run.bat

垃圾收集器相关选项

查看默认垃圾回收器

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

Serial 回收器

Serial 收集器作为 HotSpot 中 Client 模式下的默认新生代垃圾收集器。SerialOld 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 Seria GC, 且老年代用Serial Old GC。可以获得最高的单线程收集效率。

ParNew 回收器

-XX:+UseParNewGC

手动指定使用 ParNew 收集器执行内存回收任务。它表示年轻代使用并行收集器，不影响老年代。

-XX:ParallelGCThreads=N

限制线程数量，默认开启和 CPU 数据相同的线程数。

Parallel 回收器

-XX:+UseParallelGC	手动指定年轻代使用 Parallel 并行收集器执行内存回收任务。

-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。
	在默认情沉下，当 CPU 数量小于 8 个，ParallelGCThreads 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 MaxGCPauseMills 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 -X: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 Scavengel 收集器具有自适应调节策略

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(Young区用) + CMS(Old区用) + Serial Old 的组合。

-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。
	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 CMS 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。

-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。

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

-XX:ParallelCMSThreads	设置 CMS 的线程数量。
	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

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:ParallelGCThread
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(Parallel GCThreads)的1/4左右。

-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。

-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6%）

-XX:G1ReservePercent=10
保留内存区域，防止to space(Survivor中的to区)溢出

如何选择

优先调整堆的大小让 JVM 自适应完成。
如果内存小于 100M, 使用串行收集器
如果是单核、单机程序，并且没有停顿时间的要求，串行收集器
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
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。

特别说明：

没有最好的收集器，更没有万能的收集

调优永远是针对特定场景、特定需求，不存在一劳永逸的收集器

GC日志相关选项

常用参数

-verbose:gc
输出 gc 日志信息，默认输出到标准输出

-XX:+PrintGC
等同于 -verbose:gc, 表示打开简化的GC日志

-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

-XX:+PrintGCTimeStamps
输出GC发生时的时间戳(不可独立使用, 需要配合-XX:+PrintGCDetails)

-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)(不可独立使用, 需要配合-XX:+PrintGCDetails)

-XX:+PrintHeapAtGC
每一次 GC 前和 GC 后，都打印堆信息

-Xloggc:<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

04-通过Java代码获取JVM参数

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核数等相关的数据。
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。

public static void main(String[] args) {
    MemoryMXBean memorymbean = ManagementFactory.getMemoryMXBean();
    MemoryUsage usage = memorymbean.getHeapMemoryUsage();
    System.out.println("INIT HEAP: " + usage.getInit() / 1024 / 1024 + "m");
    System.out.println("MAX HEAP: " + usage.getMax() / 1024 / 1024 + "m");
    System.out.println("USE HEAP: " + usage.getUsed() / 1024 / 1024 + "m");
    System.out.println("\nFull Information:");
    System.out.println("Heap Memory Usage: " + memorymbean.getHeapMemoryUsage());
    System.out.println("Non-Heap Memory Usage: " + memorymbean.getNonHeapMemoryUsage());

    System.out.println("=======================通过java来获取相关系统状态============================ ");
    System.out.println("当前堆内存大小totalMemory " + (int) Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024 + "m");// 当前堆内存大小
    System.out.println("空闲堆内存大小freeMemory " + (int) Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024 + "m");// 空闲堆内存大小
    System.out.println("最大可用总堆内存maxMemory " + Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024 + "m");// 最大可用总堆内存大小
}

👑Dee👑

https://www.saddyfire.cn/2024/01/17/jvm-tuning3/

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DesignPattern

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-XX参数选项

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03-常用的JVM参数选项

打印设置的XX选项及值

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OutofMemory相关的选项

垃圾收集器相关选项

GC日志相关选项

常用参数

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