架构师-JVM(二)

JVM参数

标准参数

-version
-help 
-server 
-cp
           

C:\Users\Administrator>java -version
java version "1.8.0_231"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_231-b11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.231-b11, mixed mode)
           

-X参数

非标准参数，也就是在JDK各个版本中可能会变动

-Xint 解释执行 
-Xcomp 第一次使用就编译成本地代码 
-Xmixed 混合模式，JVM自己来决定
           

-XX参数

使用得最多的参数类型

非标准化参数，相对不稳定，主要用于JVM调优和Debug

a.Boolean类型 
格式：-XX:[+-]<name>               +或-表示启用或者禁用name属性 
比如：-XX:+UseConcMarkSweepGC      表示启用CMS类型的垃圾回收器 
          -XX:+UseG1GC            表示启用G1类型的垃圾回收器
b.非Boolean类型 
格式：-XX<name>=<value>            表示name属性的值是value 
比如：-XX:MaxGCPauseMillis=500
           

其他参数

-Xms1000等价于-XX:InitialHeapSize=1000
-Xmx1000等价于-XX:MaxHeapSize=1000 
-Xss100等价于-XX:ThreadStackSize=100
           

所以这块也相当于是-XX类型的参数

查看参数

java -XX:+PrintFlagsFinal -version > flags.txt

D:\>java -XX:+PrintFlagsFinal -version > flags.txt
java version "1.8.0_231"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_231-b11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.231-b11, mixed mode)
           

值得注意的是"=“表示默认值，”:="表示被用户或JVM修改后的值

要想查看某个进程具体参数的值，可以使用jinfo

一般要设置参数，可以先查看一下当前参数是什么，然后进行修改

设置参数的方式

• 开发工具中设置比如IDEA，eclipse
• 运行jar包的时候:java -XX:+UseG1GC xxx.jar
• web容器比如tomcat，可以在脚本中的进行设置
• 通过jinfo实时调整某个java进程的参数(参数只有被标记为manageable的flags可以被实时修改)

设置堆内存大小和参数打印 -Xmx100M -Xms100M -XX:+PrintFlagsFinal

常用参数

参数	含义	说明
-XX:CICompilerCount=3	最大并行编译数	如果设置大于1，虽然编译速度会提高， 但是同样影响系统稳定性，会增加JVM崩溃的可能
-XX:InitialHeapSize=100M	初始化堆大小	简写-Xms100M
-XX:MaxHeapSize=100M	最大堆大小 简写-Xmx100M
-XX:NewSize=20M	设置年轻代的大小
-XX:MaxNewSize=50M	年轻代最大大小
-XX:OldSize=50M	设置老年代大小
-XX:MetaspaceSize=50M	设置方法区大小
-XX:MaxMetaspaceSize=50M	方法区最大大小
-XX:+UseParallelGC 使用UseParallelGC	新生代，吞吐量优先
-XX:+UseParallelOldGC	使用UseParallelOldGC 老年代，吞吐量优先
-XX:+UseConcMarkSweepGC	使用CMS	老年代，停顿时间优先
-XX:+UseG1GC	使用G1GC	新生代，老年代，停顿时间优先
-XX:NewRatio	新老生代的比值	比如-XX:Ratio=4，则表示新生代:老年代=1:4，也就是新生代占整个堆内存的1/5
-XX:SurvivorRatio	两个S区和Eden区的比值	比如-XX:SurvivorRatio=8，也就是(S0+S1):Eden=2:8，也就是一个S占整个新生代的1/10
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError	启动堆内存溢出打印	当JVM堆内存发生溢出时，也就是OOM，自动生成dump文件
-XX:HeapDumpPath=heap.hprof	指定堆内存溢出打印目录	表示在当前目录生成一个heap.hprof文件
XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps Xloggc:$CATALINA_HOME/logs/gc.log	打印出GC日志 可以使用不同的垃圾收集器，对比查看GC情况
-Xss128k	设置每个线程的堆栈大小	经验值是3000-5000最佳
-XX:MaxTenuringThreshold=6	提升年老代的最大临界值	默认值为 15
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent	启动并发GC周期时堆内存使用占比	G1之类的垃圾收集器用它来触发并发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”. 默认值为 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:MaxGCPauseMillis=200ms	G1最大停顿时间	暂停时间不能太小，太小的话就会导致出现G1跟不上垃圾产生的速度。最终退化成Full GC。所以对这个参数的调优是一个持续的过程，逐步调整到最佳状态。
-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

JVM 调优

jdk提供常用命令

• jps

  查看java进程

• jinfo

(1)实时查看和调整JVM配置参数

(2)查看

jinfo -flag name PID

查看某个java进程的name属性的值

eg：

jinfo -flag MaxHeapSize PID

jinfo -flag UseG1GC PID

(3)修改

参数只有被标记为manageable的flags可以被实时修改

jinfo -flag [+|-] PID

jinfo -flag = PID

(4)查看曾经赋过值的一些参数

jinfo -flags PID

• jstat

(1)查看虚拟机性能统计信息

(2)查看类装载信息

jstat -class PID 1000 10

查看某个java进程的类装载信息，每1000毫秒输出一次，共输出10 次

(3)查看垃圾收集信息

jstat -gc PID 1000 10

• jstack

1)查看线程堆栈信息

(2)用法

jstack PID

(3)排查死锁

• jmap

(1)生成堆转储快照

(2)打印出堆内存相关信息

-XX:+PrintFlagsFinal -Xms300M -Xmx300M

jmap -heap PID

(3)dump出堆内存相关信息

jmap -dump:format=b,file=heap.hprof 44808

(4)要是在发生堆内存溢出的时候，能自动dump出该文件就好了

一般在开发中，JVM参数可以加上下面两句，这样内存溢出时，会自动dump出该文件

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=heap.hprof

(5)关于dump下来的文件

一般dump下来的文件可以结合工具来分析

*

jhat

jdk自带的堆分析工具

jhat c:\heap.hprof

Linux 性能监控

• top

实时显示系统各个进程的资源占用状况

监控CPU，Mem等

• vmstat

监控内存和CPU

可以查看内存，交互分区，I/O操作，上下文切换，时钟中断，以及CPU占用率很高

vmstat 1 3

每秒采样一次，共3次

注: cs值(上下文切换)和us值(用户CPU时间) 很高，表明系统的上下文切换频繁，用户CPU占用率很高

• iostat

监控IO使用

iostat 1 2

• pidstat

sudo yum install sysstat

1. 监控CPU 用jps找到pid

   pidstat -p 1187 -u 1 3

2. 定为到线程

   pidstat -p 1187 1 3 -u -t

3. IO -d 表示监控对象为磁盘I/O

   pidstat -p 1187 -d -t 1 3

4. 内存监控

   pidstat -r -p 1187 1 5

分析工具

jconsole

JConsole工具是JDK自带的可视化监控工具。查看java应用程序的运行概况、监控堆信息、永久区使用情况、类加载情况等

命令行中输入：jconsole 远程协议rmi

jvisualvm

• 监控本地Java进程

可以监控本地的java进程的CPU，类，线程等

• 监控远端Java进程

JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS 
-Dcom.sun.management.jmxremote 
-Djava.rmi.server.hostname=31.100.39.63 
-Dcom.sun.management.jmxremote.port=8998 
-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false 
-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=true  
-Dcom.sun.management.jmxremote.access.file=../conf/jmxremote.access
-Dcom.sun.management.jmxremote.password.file=../conf/jmxremote.password"
           

在 …/conf 文件中添加两个文件jmxremote.access和jmxremote.password

jmxremote.access 文件

guest readonly

manager readwrite

jmxremote.password 文件

guest guest

manager manager

授予权限 :

chmod 600 jmxremot

Arthas

Arthas 是Alibaba开源的Java诊断工具，采用命令行交互模式，是排查jvm相关问题的利器。

具体使用可以进入官网

MAT

java堆分析器，用于查找内存泄漏

Heap Dump，称为堆转储文件，是Java进程在某个时间内的快照

下载地址

Dump信息包含的内容

All Objects

Class, fields, primitive values and references

All Classes

Classloader, name, super class, static fields

Garbage Collection Roots

Objects defined to be reachable by the JVM

Thread Stacks and Local Variables

The call-stacks of threads at the moment of the snapshot, and per-frame information about local

objects

获取Dump文件

1)手动

jmap -dump:format=b,file=heap.hprof 44808

2)自动

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=heap.hprof

使用

• Histogram

Histogram可以列出内存中的对象，对象的个数及其大小

Class Name:类名称，java类名

Objects:类的对象的数量，这个对象被创建了多少个

Shallow Heap:一个对象内存的消耗大小，不包含对其他对象的引用

Retained Heap:是shallow Heap的总和，即该对象被GC之后所能回收到内存的总和

右击类名—>List Objects—>with incoming references—>列出该类的实例

右击Java对象名—>Merge Shortest Paths to GC Roots—>exclude all …—>找到GC Root以及原因

• Leak Suspects

查找并分析内存泄漏的可能原因

Reports—>Leak Suspects—>Details

• Top Consumers

列出大对象

GC日志分析工具

获取GC日志

-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:gc.log

在线

http://gceasy.io

GCViewer

G1调优

是否选用G1垃圾收集器的判断依据

官网

（1）50%以上的堆被存活对象占用 
（2）对象分配和晋升的速度变化非常大 
（3）垃圾回收时间比较长
           

思考：https://blogs.oracle.com/poonam/increased-heap-usage-with-g1-gc

(1)使用G1GC垃圾收集器: -XX:+UseG1GC

修改配置参数，获取到gc日志，使用GCViewer分析吞吐量和响应时间

Throughput      Min Pause       Max Pause       Avg Pause      GC count 
  99.16%            0.00016s         0.0137s            0.00559s          12
           

(2)调整内存大小再获取gc日志分析

-XX:MetaspaceSize=100M 
-Xms300M 
-Xmx300M
           

比如设置堆内存的大小，获取到gc日志，使用GCViewer分析吞吐量和响应时间

Throughput Min Pause Max Pause Avg Pause GC count 
    98.89%     0.00021s 0.01531s 0.00538s 12
           

(3)调整最大停顿时间

-XX:MaxGCPauseMillis=20 设置最大GC停顿时间指标
           

比如设置最大停顿时间，获取到gc日志，使用GCViewer分析吞吐量和响应时间

Throughput Min Pause Max Pause Avg Pause GC count 
  98.96%     0.00015s    0.01737s    0.00574s    12
           

(4)启动并发GC时堆内存占用百分比

-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45 
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 使用比例。值为 0 则表示“一直执行GC循环)'. 
默认值为 45 (例如, 全部的 45% 或者使用了45%).
           

比如设置该百分比参数，获取到gc日志，使用GCViewer分析吞吐量和响应时间

Throughput Min Pause Max Pause Avg Pause GC count 
    98.11%     0.00406s    0.00532s 0.00469s 12
           

最佳指南

官网建议

(1)不要手动设置新生代和老年代的大小，只要设置整个堆的大小

G1收集器在运行过程中，会自己调整新生代和老年代的大小 
其实是通过adapt代的大小来调整对象晋升的速度和年龄，从而达到为收集器设置的暂停时间目标
如果手动设置了大小就意味着放弃了G1的自动调优
           

(2)不断调优暂停时间目标

一般情况下这个值设置到100ms或者200ms都是可以的(不同情况下会不一样)，
但如果设置成50ms就不太合理。暂停 时间设置的太短，就会导致出现G1跟不上垃圾产生的速度。
最终退化成Full GC。所以对这个参数的调优是一个持续 的过程，逐步调整到最佳状态。
暂停时间只是一个目标，并不能总是得到满足。
           

(3)使用-XX:ConcGCThreads=n来增加标记线程的数量

IHOP如果阀值设置过高，可能会遇到转移失败的风险，比如对象进行转移时空间不足。
如果阀值设置过低，就会使标 记周期运行过于频繁，并且有可能混合收集期回收不到空间。 
IHOP值如果设置合理，但是在并发周期时间过长时，
可以尝试增加并发线程数，调高ConcGCThreads。
           

(4)MixedGC调优

-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent 
-XX:G1MixedGCLiveThresholdPercent 
-XX:G1MixedGCCountTarger 
-XX:G1OldCSetRegionThresholdPercent
           

(5)适当增加堆内存大小

JVM性能优化指南

常见问题思考

• （1）内存泄漏与内存溢出的区别

内存泄漏：对象无法得到及时的回收，持续占用内存空间，从而造成内存空间的浪费。

内存溢出：内存泄漏到一定的程度就会导致内存溢出，但是内存溢出也有可能是大对象导致的。

• （2）young gc会有stw吗？

不管什么 GC，都会有 stop-the-world，只是发生时间的长短。

• （3）major gc和full gc的区别

major gc指的是老年代的gc，而full gc等于young+old+metaspace的gc。

*（4）G1与CMS的区别是什么

CMS 用于老年代的回收，而 G1 用于新生代和老年代的回收。

G1 使用了 Region 方式对堆内存进行了划分，且基于标记整理算法实现，整体减少了垃圾碎片的产生。

• （5）什么是直接内存

直接内存是在java堆外的、直接向系统申请的内存空间。通常访问直接内存的速度会优于Java堆。因此出于性能的考

虑，读写频繁的场合可能会考虑使用直接内存。

• （6）不可达的对象一定要被回收吗？

即使在可达性分析法中不可达的对象，也并非是“非死不可”的，这时候它们暂时处于“缓刑阶段”，要真正宣告一个对

象死亡，至少要经历两次标记过程；可达性分析法中不可达的对象被第一次标记并且进行一次筛选，筛选的条件是此

对象是否有必要执行 finalize 方法。当对象没有覆盖 finalize 方法，或 finalize 方法已经被虚拟机调用过时，虚拟机

将这两种情况视为没有必要执行。

被判定为需要执行的对象将会被放在一个队列中进行第二次标记，除非这个对象与引用链上的任何一个对象建立关

联，否则就会被真的回收。

• （7）方法区中的无用类回收

方法区主要回收的是无用的类，那么如何判断一个类是无用的类的呢？

判定一个常量是否是“废弃常量”比较简单，而要判定一个类是否是“无用的类”的条件则相对苛刻许多。类需要同时满

足下面 3 个条件才能算是 “无用的类” ：

该类所有的实例都已经被回收，也就是 Java 堆中不存在该类的任何实例。

加载该类的 ClassLoader 已经被回收。

该类对应的 java.lang.Class 对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过反射访问该类的方法。

虚拟机可以对满足上述 3 个条件的无用类进行回收，这里说的仅仅是“可以”，而并不是和对象一样不使用了就会必然

被回收。

• （8）不同的引用

JDK1.2以后，Java对引用进行了扩充：强引用、软引用、弱引用和虚引用