堆內(nèi)存設(shè)置

原理

JVM堆內(nèi)存分為2塊：Permanent Space 和 Heap Space心剥。

• Permanent 即 持久代（Permanent Generation）蜡感，主要存放的是Java類定義信息施籍，與垃圾收集器要收集的Java對象關(guān)系不大泵额。
• Heap = { Old + NEW = {Eden, from, to} }，Old 即 年老代（Old Generation）琉闪，New 即 年輕代（Young Generation）这难。年老代和年輕代的劃分對垃圾收集影響比較大。

年輕代

所有新生成的對象首先都是放在年輕代造垛。年輕代的目標就是盡可能快速的收集掉那些生命周期短的對象魔招。年輕代一般分3個區(qū)，1個Eden區(qū)筋搏，2個Survivor區(qū)（from 和 to）仆百。

大部分對象在Eden區(qū)中生成。當Eden區(qū)滿時奔脐，還存活的對象將被復(fù)制到Survivor區(qū)（兩個中的一個）俄周，當一個Survivor區(qū)滿時吁讨，此區(qū)的存活對象將被復(fù)制到另外一個Survivor區(qū)，當另一個Survivor區(qū)也滿了的時候峦朗，從前一個Survivor區(qū)復(fù)制過來的并且此時還存活的對象建丧，將可能被復(fù)制到年老代。

2個Survivor區(qū)是對稱的波势，沒有先后關(guān)系翎朱，所以同一個Survivor區(qū)中可能同時存在從Eden區(qū)復(fù)制過來對象，和從另一個Survivor區(qū)復(fù)制過來的對象尺铣；而復(fù)制到年老區(qū)的只有從另一個Survivor區(qū)過來的對象拴曲。而且，因為需要交換的原因凛忿，Survivor區(qū)至少有一個是空的澈灼。特殊的情況下，根據(jù)程序需要店溢，Survivor區(qū)是可以配置為多個的（多于2個）叁熔，這樣可以增加對象在年輕代中的存在時間，減少被放到年老代的可能床牧。

針對年輕代的垃圾回收即 Young GC荣回。

年老代

在年輕代中經(jīng)歷了N次（可配置）垃圾回收后仍然存活的對象，就會被復(fù)制到年老代中戈咳。因此久窟，可以認為年老代中存放的都是一些生命周期較長的對象蝇率。

針對年老代的垃圾回收即 Full GC浊闪。

持久代

用于存放靜態(tài)類型數(shù)據(jù)涣达，如 Java Class, Method 等。持久代對垃圾回收沒有顯著影響册踩。但是有些應(yīng)用可能動態(tài)生成或調(diào)用一些Class，例如 Hibernate CGLib 等效拭，在這種時候往往需要設(shè)置一個比較大的持久代空間來存放這些運行過程中動態(tài)增加的類型暂吉。

所以，當一組對象生成時缎患，內(nèi)存申請過程如下：

1. JVM會試圖為相關(guān)Java對象在年輕代的Eden區(qū)中初始化一塊內(nèi)存區(qū)域慕的。
2. 當Eden區(qū)空間足夠時，內(nèi)存申請結(jié)束挤渔。否則執(zhí)行下一步肮街。
3. JVM試圖釋放在Eden區(qū)中所有不活躍的對象（Young GC）。釋放后若Eden空間仍然不足以放入新對象判导，JVM則試圖將部分Eden區(qū)中活躍對象放入Survivor區(qū)嫉父。
4. Survivor區(qū)被用來作為Eden區(qū)及年老代的中間交換區(qū)域沛硅。當年老代空間足夠時，Survivor區(qū)中存活了一定次數(shù)的對象會被移到年老代绕辖。
5. 當年老代空間不夠時摇肌，JVM會在年老代進行完全的垃圾回收（Full GC）。
6. Full GC后仪际，若Survivor區(qū)及年老代仍然無法存放從Eden區(qū)復(fù)制過來的對象围小，則會導(dǎo)致JVM無法在Eden區(qū)為新生成的對象申請內(nèi)存，即出現(xiàn)“Out of Memory”树碱。

OOM（“Out of Memory”）異常一般主要有如下2種原因：

1. 年老代溢出肯适，表現(xiàn)為：java.lang.OutOfMemoryError:Javaheapspace

這是最常見的情況，產(chǎn)生的原因可能是：設(shè)置的內(nèi)存參數(shù)Xmx過小或程序的內(nèi)存泄露及使用不當問題成榜。

例如循環(huán)上萬次的字符串處理框舔、創(chuàng)建上千萬個對象、在一段代碼內(nèi)申請上百M甚至上G的內(nèi)存伦连。還有的時候雖然不會報內(nèi)存溢出雨饺，卻會使系統(tǒng)不間斷的垃圾回收，也無法處理其它請求惑淳。這種情況下除了檢查程序额港、打印堆內(nèi)存等方法排查，還可以借助一些內(nèi)存分析工具歧焦，比如MAT就很不錯移斩。

2. 持久代溢出，表現(xiàn)為：java.lang.OutOfMemoryError:PermGenspace

通常由于持久代設(shè)置過小绢馍，動態(tài)加載了大量Java類而導(dǎo)致溢出向瓷，解決辦法唯有將參數(shù) -XX:MaxPermSize 調(diào)大（一般256m能滿足絕大多數(shù)應(yīng)用程序需求）。將部分Java類放到容器共享區(qū)（例如Tomcat share lib）去加載的辦法也是一個思路舰涌，但前提是容器里部署了多個應(yīng)用猖任，且這些應(yīng)用有大量的共享類庫。

參數(shù)說明

• -Xmx3550m：設(shè)置JVM最大堆內(nèi)存為3550M瓷耙。

• -Xms3550m：設(shè)置JVM初始堆內(nèi)存為3550M朱躺。此值可以設(shè)置與-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配內(nèi)存搁痛。

• -Xss128k：設(shè)置每個線程的棧大小长搀。JDK5.0以后每個線程棧大小為1M，之前每個線程棧大小為256K鸡典。應(yīng)當根據(jù)應(yīng)用的線程所需內(nèi)存大小進行調(diào)整源请。在相同物理內(nèi)存下，減小這個值能生成更多的線程。但是操作系統(tǒng)對一個進程內(nèi)的線程數(shù)還是有限制的谁尸，不能無限生成舅踪，經(jīng)驗值在3000~5000左右。需要注意的是：當這個值被設(shè)置的較大（例如>2MB）時將會在很大程度上降低系統(tǒng)的性能症汹。

• -Xmn2g：設(shè)置年輕代大小為2G硫朦。在整個堆內(nèi)存大小確定的情況下，增大年輕代將會減小年老代背镇，反之亦然咬展。此值關(guān)系到JVM垃圾回收，對系統(tǒng)性能影響較大瞒斩，官方推薦配置為整個堆大小的3/8破婆。

• -XX:NewSize=1024m：設(shè)置年輕代初始值為1024M。

• -XX:MaxNewSize=1024m：設(shè)置年輕代最大值為1024M胸囱。

• -XX:PermSize=256m：設(shè)置持久代初始值為256M祷舀。

• -XX:MaxPermSize=256m：設(shè)置持久代最大值為256M。

• -XX:NewRatio=4：設(shè)置年輕代（包括1個Eden和2個Survivor區(qū)）與年老代的比值烹笔。表示年輕代比年老代為1:4裳扯。

• -XX:SurvivorRatio=4：設(shè)置年輕代中Eden區(qū)與Survivor區(qū)的比值。表示2個Survivor區(qū)（JVM堆內(nèi)存年輕代中默認有2個大小相等的Survivor區(qū)）與1個Eden區(qū)的比值為2:4谤职，即1個Survivor區(qū)占整個年輕代大小的1/6饰豺。

• -XX:MaxTenuringThreshold=7：表示一個對象如果在Survivor區(qū)（救助空間）移動了7次還沒有被垃圾回收就進入年老代。如果設(shè)置為0的話允蜈，則年輕代對象不經(jīng)過Survivor區(qū)冤吨，直接進入年老代，對于需要大量常駐內(nèi)存的應(yīng)用饶套，這樣做可以提高效率漩蟆。如果將此值設(shè)置為一個較大值，則年輕代對象會在Survivor區(qū)進行多次復(fù)制妓蛮，這樣可以增加對象在年輕代存活時間怠李，增加對象在年輕代被垃圾回收的概率，減少Full GC的頻率蛤克，這樣做可以在某種程度上提高服務(wù)穩(wěn)定性扔仓。

疑問解答

-Xmn，-XX:NewSize/-XX:MaxNewSize咖耘，-XX:NewRatio 3組參數(shù)都可以影響年輕代的大小，混合使用的情況下撬码，優(yōu)先級是什么儿倒？
如下：

1. 高優(yōu)先級：-XX:NewSize/-XX:MaxNewSize
2. 中優(yōu)先級：-Xmn（默認等效 -Xmn=-XX:NewSize=-XX:MaxNewSize=?）
3. 低優(yōu)先級：-XX:NewRatio

推薦使用-Xmn參數(shù)，原因是這個參數(shù)簡潔，相當于一次設(shè)定 NewSize/MaxNewSIze夫否，而且兩者相等彻犁，適用于生產(chǎn)環(huán)境。-Xmn 配合 -Xms/-Xmx凰慈，即可將堆內(nèi)存布局完成汞幢。

-Xmn參數(shù)是在JDK 1.4 開始支持。

垃圾回收器選擇

JVM給出了3種選擇：串行收集器微谓、并行收集器森篷、并發(fā)收集器。串行收集器只適用于小數(shù)據(jù)量的情況豺型，所以生產(chǎn)環(huán)境的選擇主要是并行收集器和并發(fā)收集器仲智。

默認情況下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啟動時加入相應(yīng)參數(shù)姻氨。JDK5.0以后钓辆，JVM會根據(jù)當前系統(tǒng)配置進行智能判斷。

串行收集器

• -XX:+UseSerialGC：設(shè)置串行收集器肴焊。

并行收集器（吞吐量優(yōu)先）

• -XX:+UseParallelGC：設(shè)置為并行收集器前联。此配置僅對年輕代有效。即年輕代使用并行收集娶眷，而年老代仍使用串行收集似嗤。
• -XX:ParallelGCThreads=20：配置并行收集器的線程數(shù)，即：同時有多少個線程一起進行垃圾回收茂浮。此值建議配置與CPU數(shù)目相等双谆。
• -XX:+UseParallelOldGC：配置年老代垃圾收集方式為并行收集。JDK6.0開始支持對年老代并行收集席揽。
• -XX:MaxGCPauseMillis=100：設(shè)置每次年輕代垃圾回收的最長時間（單位毫秒）顽馋。如果無法滿足此時間，JVM會自動調(diào)整年輕代大小幌羞，以滿足此時間寸谜。
• -XX:+UseAdaptiveSizePolicy：設(shè)置此選項后，并行收集器會自動調(diào)整年輕代Eden區(qū)大小和Survivor區(qū)大小的比例属桦，以達成目標系統(tǒng)規(guī)定的最低響應(yīng)時間或者收集頻率等指標熊痴。此參數(shù)建議在使用并行收集器時，一直打開聂宾。

并發(fā)收集器（響應(yīng)時間優(yōu)先）

• -XX:+UseConcMarkSweepGC：即CMS收集果善，設(shè)置年老代為并發(fā)收集。CMS收集是JDK1.4后期版本開始引入的新GC算法系谐。它的主要適合場景是對響應(yīng)時間的重要性需求大于對吞吐量的需求巾陕，能夠承受垃圾回收線程和應(yīng)用線程共享CPU資源讨跟，并且應(yīng)用中存在比較多的長生命周期對象。CMS收集的目標是盡量減少應(yīng)用的暫停時間鄙煤，減少Full GC發(fā)生的幾率晾匠，利用和應(yīng)用程序線程并發(fā)的垃圾回收線程來標記清除年老代內(nèi)存。

• -XX:+UseParNewGC：設(shè)置年輕代為并發(fā)收集梯刚×构荩可與CMS收集同時使用。JDK5.0以上亡资，JVM會根據(jù)系統(tǒng)配置自行設(shè)置澜共，所以無需再設(shè)置此參數(shù)。

• -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0：由于并發(fā)收集器不對內(nèi)存空間進行壓縮和整理沟于，所以運行一段時間并行收集以后會產(chǎn)生內(nèi)存碎片咳胃，內(nèi)存使用效率降低。此參數(shù)設(shè)置運行0次Full GC后對內(nèi)存空間進行壓縮和整理旷太，即每次Full GC后立刻開始壓縮和整理內(nèi)存展懈。

• -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：打開內(nèi)存空間的壓縮和整理，在Full GC后執(zhí)行供璧〈嫜拢可能會影響性能，但可以消除內(nèi)存碎片睡毒。

• -XX:+CMSIncrementalMode：設(shè)置為增量收集模式来惧。一般適用于單CPU情況。

• -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70：表示年老代內(nèi)存空間使用到70%時就開始執(zhí)行CMS收集演顾，以確保年老代有足夠的空間接納來自年輕代的對象供搀，避免Full GC的發(fā)生。

其它垃圾回收參數(shù)

• -XX:+ScavengeBeforeFullGC：年輕代GC優(yōu)于Full GC執(zhí)行钠至。
• -XX:-DisableExplicitGC：不響應(yīng) System.gc() 代碼葛虐。
• -XX:+UseThreadPriorities：啟用本地線程優(yōu)先級API。即使 java.lang.Thread.setPriority()生效棉钧，不啟用則無效屿脐。
• -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=0：軟引用對象在最后一次被訪問后能存活0毫秒（JVM默認為1000毫秒）。
• -XX:TargetSurvivorRatio=90：允許90%的Survivor區(qū)被占用（JVM默認為50%）宪卿。提高對于Survivor區(qū)的使用率的诵。

輔助信息參數(shù)設(shè)置

• -XX:-CITime：打印消耗在JIT編譯的時間。
• -XX:ErrorFile=./hs_err_pid.log：保存錯誤日志或數(shù)據(jù)到指定文件中佑钾。
• -XX:HeapDumpPath=./java_pid.hprof：指定Dump堆內(nèi)存時的路徑西疤。
• -XX:-HeapDumpOnOutOfMemoryError：當首次遭遇內(nèi)存溢出時Dump出此時的堆內(nèi)存。
• -XX:OnError=";"：出現(xiàn)致命ERROR后運行自定義命令休溶。
• -XX:OnOutOfMemoryError=";"：當首次遭遇內(nèi)存溢出時執(zhí)行自定義命令代赁。
• -XX:-PrintClassHistogram：按下 Ctrl+Break 后打印堆內(nèi)存中類實例的柱狀信息撒遣，同JDK的 jmap -histo 命令。
• -XX:-PrintConcurrentLocks：按下 Ctrl+Break 后打印線程棧中并發(fā)鎖的相關(guān)信息管跺，同JDK的 jstack -l 命令。
• -XX:-PrintCompilation：當一個方法被編譯時打印相關(guān)信息禾进。
• -XX:-PrintGC：每次GC時打印相關(guān)信息豁跑。
• -XX:-PrintGCDetails：每次GC時打印詳細信息。
• -XX:-PrintGCTimeStamps：打印每次GC的時間戳泻云。
• -XX:-TraceClassLoading：跟蹤類的加載信息艇拍。
• -XX:-TraceClassLoadingPreorder：跟蹤被引用到的所有類的加載信息。
• -XX:-TraceClassResolution：跟蹤常量池宠纯。
• -XX:-TraceClassUnloading：跟蹤類的卸載信息卸夕。

關(guān)于參數(shù)名稱等

• 標準參數(shù)（-），所有JVM都必須支持這些參數(shù)的功能婆瓜，而且向后兼容快集；例如：
  • -client——設(shè)置JVM使用Client模式，特點是啟動速度比較快廉白，但運行時性能和內(nèi)存管理效率不高个初，通常用于客戶端應(yīng)用程序或開發(fā)調(diào)試；在32位環(huán)境下直接運行Java程序默認啟用該模式猴蹂。
  • -server——設(shè)置JVM使Server模式院溺，特點是啟動速度比較慢，但運行時性能和內(nèi)存管理效率很高磅轻，適用于生產(chǎn)環(huán)境珍逸。在具有64位能力的JDK環(huán)境下默認啟用該模式。
• 非標準參數(shù)（-X）聋溜，默認JVM實現(xiàn)這些參數(shù)的功能谆膳，但是并不保證所有JVM實現(xiàn)都滿足，且不保證向后兼容勤婚；
• 非穩(wěn)定參數(shù)（-XX）摹量，此類參數(shù)各個JVM實現(xiàn)會有所不同，將來可能會不被支持馒胆，需要慎重使用缨称；

JVM服務(wù)參數(shù)調(diào)優(yōu)實戰(zhàn)

大型網(wǎng)站服務(wù)器案例

承受海量訪問的動態(tài)Web應(yīng)用

服務(wù)器配置：8 CPU, 8G MEM, JDK 1.6.X

參數(shù)方案：

-server -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn1256m -Xss128k -XX:SurvivorRatio=6 -XX:MaxPermSize=256m -XX:ParallelGCThreads=8 -XX:MaxTenuringThreshold=0 -XX:+UseConcMarkSweepGC

調(diào)優(yōu)說明：

• -Xmx 與 -Xms 相同以避免JVM反復(fù)重新申請內(nèi)存。-Xmx 的大小約等于系統(tǒng)內(nèi)存大小的一半祝迂，即充分利用系統(tǒng)資源睦尽，又給予系統(tǒng)安全運行的空間。

• -Xmn1256m 設(shè)置年輕代大小為1256MB型雳。此值對系統(tǒng)性能影響較大当凡，Sun官方推薦配置年輕代大小為整個堆的3/8山害。

• -Xss128k 設(shè)置較小的線程棧以支持創(chuàng)建更多的線程，支持海量訪問沿量，并提升系統(tǒng)性能浪慌。

• -XX:SurvivorRatio=6 設(shè)置年輕代中Eden區(qū)與Survivor區(qū)的比值。系統(tǒng)默認是8朴则，根據(jù)經(jīng)驗設(shè)置為6权纤，則2個Survivor區(qū)與1個Eden區(qū)的比值為2:6，一個Survivor區(qū)占整個年輕代的1/8乌妒。

• -XX:ParallelGCThreads=8 配置并行收集器的線程數(shù)汹想，即同時8個線程一起進行垃圾回收。此值一般配置為與CPU數(shù)目相等撤蚊。

• -XX:MaxTenuringThreshold=0 設(shè)置垃圾最大年齡（在年輕代的存活次數(shù)）古掏。如果設(shè)置為0的話，則年輕代對象不經(jīng)過Survivor區(qū)直接進入年老代侦啸。對于年老代比較多的應(yīng)用槽唾，可以提高效率；如果將此值設(shè)置為一個較大值匹中，則年輕代對象會在Survivor區(qū)進行多次復(fù)制夏漱，這樣可以增加對象再年輕代的存活時間，增加在年輕代即被回收的概率顶捷。根據(jù)被海量訪問的動態(tài)Web應(yīng)用之特點挂绰，其內(nèi)存要么被緩存起來以減少直接訪問DB，要么被快速回收以支持高并發(fā)海量請求服赎，因此其內(nèi)存對象在年輕代存活多次意義不大葵蒂，可以直接進入年老代，根據(jù)實際應(yīng)用效果重虑，在這里設(shè)置此值為0践付。

• -XX:+UseConcMarkSweepGC 設(shè)置年老代為并發(fā)收集。CMS（ConcMarkSweepGC）收集的目標是盡量減少應(yīng)用的暫停時間缺厉，減少Full GC發(fā)生的幾率永高，利用和應(yīng)用程序線程并發(fā)的垃圾回收線程來標記清除年老代內(nèi)存，適用于應(yīng)用中存在比較多的長生命周期對象的情況提针。

內(nèi)部集成構(gòu)建服務(wù)器案例

高性能數(shù)據(jù)處理的工具應(yīng)用

服務(wù)器配置：1 CPU, 4G MEM, JDK 1.6.X

參數(shù)方案：

-server -XX:PermSize=196m -XX:MaxPermSize=196m -Xmn320m -Xms768m -Xmx1024m

調(diào)優(yōu)說明：

• -XX:PermSize=196m -XX:MaxPermSize=196m 根據(jù)集成構(gòu)建的特點命爬，大規(guī)模的系統(tǒng)編譯可能需要加載大量的Java類到內(nèi)存中，所以預(yù)先分配好大量的持久代內(nèi)存是高效和必要的辐脖。

• -Xmn320m 遵循年輕代大小為整個堆的3/8原則饲宛。

• -Xms768m -Xmx1024m 根據(jù)系統(tǒng)大致能夠承受的堆內(nèi)存大小設(shè)置即可。

在64位服務(wù)器上運行應(yīng)用程序嗜价，構(gòu)建執(zhí)行時艇抠，用 jmap -heap 11540 命令觀察JVM堆內(nèi)存狀況如下：

Attaching to process ID 11540, please wait...
Debugger attached successfully.
Server compiler detected.
JVM version is 20.12-b01

using thread-local object allocation.
Parallel GC with 4 thread(s)

Heap Configuration:
MinHeapFreeRatio = 40
MaxHeapFreeRatio = 70
MaxHeapSize = 1073741824 (1024.0MB)
NewSize = 335544320 (320.0MB)
MaxNewSize = 335544320 (320.0MB)
OldSize = 5439488 (5.1875MB)
NewRatio = 2
SurvivorRatio = 8
PermSize = 205520896 (196.0MB)
MaxPermSize = 205520896 (196.0MB)

Heap Usage:
PS Young Generation
Eden Space:
capacity = 255852544 (244.0MB)
used = 101395504 (96.69828796386719MB)
free = 154457040 (147.3017120361328MB)
39.63044588683081% used
From Space:
capacity = 34144256 (32.5625MB)
used = 33993968 (32.41917419433594MB)
free = 150288 (0.1433258056640625MB)
99.55984397492803% used
To Space:
capacity = 39845888 (38.0MB)
used = 0 (0.0MB)
free = 39845888 (38.0MB)
0.0% used
PS Old Generation
capacity = 469762048 (448.0MB)
used = 44347696 (42.29325866699219MB)
free = 425414352 (405.7067413330078MB)
9.440459523882184% used
PS Perm Generation
capacity = 205520896 (196.0MB)
used = 85169496 (81.22396087646484MB)
free = 120351400 (114.77603912353516MB)
41.440796365543285% used

結(jié)果是比較健康的幕庐。

轉(zhuǎn)自：https://blog.csdn.net/andong154564667/article/details/52442643