JVM的那些你不可不知的參數(shù)

有的同學(xué)雖然寫了一段時(shí)間 Java 了，但是對(duì)于 JVM 卻不太關(guān)注。有的同學(xué)說，參數(shù)都是團(tuán)隊(duì)規(guī)定好的，部署的時(shí)候也不用我動(dòng)手，關(guān)注它有什么用，而且，JVM 這東西，聽上去就感覺很神秘很高深的樣子，還是算了吧。

沒錯(cuò)，部署的時(shí)候可能用不到你親自動(dòng)手，但是出現(xiàn)問題了怎么辦，難道不用你解決問題嗎，如果對(duì) JVM 了解不夠的話，有些問題可能排查起來就很費(fèi)力，或者根本無法解決。

本篇以 JDK Hotspot 8 為背景，介紹一下 JVM 的常用參數(shù)。建議你在做一些小項(xiàng)目、小 demo 的時(shí)候，也把這些參數(shù)加上，加深印象。以我的經(jīng)驗(yàn)來看，有些知識(shí)你剛開始接觸的時(shí)候會(huì)感覺很難理解，但是沒關(guān)系，萬事開頭難嘛，知識(shí)點(diǎn)都是需要消化時(shí)間的。第一天不理解，甚至過了一個(gè)月也不理解，但是總有那么一刻，你會(huì)突然有種茅塞頓開的感覺，感覺一下子通了。最后心里面感謝自己在多少多少天以前能夠開始學(xué)習(xí)并堅(jiān)持學(xué)習(xí)這些知識(shí)點(diǎn)。

只介紹一些常用參數(shù)，除了這些常用參數(shù)外，Hotspot 還提供了很多其他的參數(shù)，每一個(gè)都值得考究。

在使用這些參數(shù)之前，你需要對(duì) Java 內(nèi)存模型有一定的了解，了解一下內(nèi)存模型。

還是要把內(nèi)存模型圖放在這里，方便理解。

堆參數(shù)：

-Xms: 堆的初始值，例如 -Xmx2048，初始堆大小為 2G

-Xmx: 堆的最大值，例如 -Xmx2048M，允許最大堆內(nèi)存 2G

-Xmn: 新生代大小

-XX:SurvivorRatio：Eden 區(qū)所占比例，默認(rèn)是 8，也就是 80%，例如 -XX:SurvivorRatio=8

最好將 -Xms 和 -Xmx 的值設(shè)置成一樣的值，這樣做是為了防止隨著堆空間使用量增加，會(huì)動(dòng)態(tài)的調(diào)整堆空間大小，有一定的性能損耗，不如開始就設(shè)置成相同的值，來規(guī)避性能損失。

棧參數(shù)

-Xss：棧空間大小，棧是線程獨(dú)占的，所以是一個(gè)線程使用棧空間的大小，例如 -Xss256K，如果不設(shè)置此參數(shù)，默認(rèn)值是 1M，一般來講設(shè)置成 256K 就足夠了。

Metaspace 參數(shù)

-XX:MetaspaceSize：Metaspace 空間初始大小，如果不設(shè)置的話，默認(rèn)是20.79M，這個(gè)初始大小是觸發(fā)首次 Metaspace Full GC 的閾值，例如 -XX:MetaspaceSize=256M

-XX:MaxMetaspaceSize：Metaspace 最大值，默認(rèn)不限制大小，但是線上環(huán)境建議設(shè)置，例如

-XX:MaxMetaspaceSize=256M

-XX:MinMetaspaceFreeRatio：最小空閑比，當(dāng) Metaspace 發(fā)生 GC 后，會(huì)計(jì)算 Metaspace 的空閑比，如果空閑比(空閑空間/當(dāng)前 Metaspace 大小)小于此值，就會(huì)觸發(fā) Metaspace 擴(kuò)容。默認(rèn)值是 40 ，也就是 40%，例如 -XX:MinMetaspaceFreeRatio=40

-XX:MaxMetaspaceFreeRatio:最大空閑比，當(dāng) Metaspace 發(fā)生 GC 后，會(huì)計(jì)算 Metaspace 的空閑比，如果空閑比(空閑空間/當(dāng)前 Metaspace 大小)大于此值，就會(huì)觸發(fā) Metaspace 釋放空間。默認(rèn)值是 70 ，也就是 70%，例如 -XX:MaxMetaspaceFreeRatio=70

建議將 MetaspaceSize 和 MaxMetaspaceSize 設(shè)置為同樣大小，避免頻繁擴(kuò)容。

GC 日志

簡單日志

-verbose:gc 或者 -XX:+PrintGC

日志格式：

[GC (Allocation Failure) 7892K->5646K(19456K), 0.0060442 secs]
[GC (Allocation Failure) , 0.0066315 secs]
[Full GC (Allocation Failure) 19302K->13646K(19456K), 0.0032698 secs]

詳細(xì)日志

#打印詳細(xì)日志
-XX:+PrintGCDetails
#打印 GC 的時(shí)間點(diǎn)
-XX:+PrintGCDateStamps

日志格式：

2019-11-13T14:06:46.099-0800: [GC (Allocation Failure) 2019-11-13T14:06:46.099-0800: [DefNew (promotion failed) : 9180K->9157K(9216K), 0.0084297 secs]2019-11-13T14:06:46.107-0800: [Tenured: 10145K->10145K(10240K), 0.0035768 secs] 13802K->13646K(19456K), [Metaspace: 3895K->3895K(1056768K)], 0.0120887 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.02 secs]
2019-11-13T14:06:47.243-0800: [Full GC (Allocation Failure) 2019-11-13T14:06:47.244-0800: [Tenured: 10145K->10145K(10240K), 0.0042686 secs] 19304K->19146K(19456K), [Metaspace: 3895K->3895K(1056768K)], 0.0043232 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs]

以下幾個(gè) GC 日志相關(guān)的參數(shù)打印的內(nèi)容比較多，生產(chǎn)環(huán)境可選擇性開啟，大多數(shù)時(shí)候不需要開啟。

GC 前后的堆信息

-XX:+PrintHeapAtGC

{Heap before GC invocations=0 (full 0):
def new generation   total 9216K, used 7892K [0x00000007bec00000, 0x00000007bf600000, 0x00000007bf600000)
eden space 8192K, 96% used [0x00000007bec00000, 0x00000007bf3b5200,
xxx....
class space   used 445K, capacity 462K, committed 512K, reserved 1048576K
Heap after GC invocations=1 (full 0):
def new generation   total 9216K, used 1023K [0x00000007bec00000,
xxx...
Metaspace       used 3892K, capacity 4646K, committed 4864K, reserved 1056768K
class space   used 445K, capacity 462K, committed 512K, reserved 1048576K
}

GC 導(dǎo)致的 Stop the world 時(shí)間

-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime

Total time for which application threads were stopped: 0.0070384 seconds, Stopping threads took: 0.0000200 seconds

加載類信息

-verbose:class

[Loaded java.net.URLClassLoader$3$1 from /Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_111.jdk/Contents/Home/jre/lib/rt.jar]

GC 前后的類加載情況

-XX:+PrintClassHistogramBeforeFullGC
-XX:+PrintClassHistogramAfterFullGC

num     #instances         #bytes class name
----------------------------------------------
  1:           140       19016264 [B
  2:         2853         226256 [C
  3:           138         169072 [I
  4:           761         86240 java.lang.Class
  5:         2850         68400 java.lang.String
  6:           660         41024 [Ljava.lang.Object;

日志輸出到文件

以上參數(shù)配置好之后，默認(rèn)會(huì)輸出到控制臺(tái)或者服務(wù)指定的統(tǒng)一日志的位置。但是這里還會(huì)有服務(wù)的一般性信息日志、錯(cuò)誤日志等，都混在一起的話會(huì)比較亂，所以，一般都會(huì)把 jvm 日志單獨(dú)存放。

#GC 活動(dòng)日志，根據(jù)配置的參數(shù)輸出內(nèi)容
-Xloggc:/Users/fengzheng/jvmlog/gc.log
#致命錯(cuò)誤日志，只有在 jvm 發(fā)生崩潰的時(shí)候會(huì)輸出
-XX:ErrorFile=/Users/fengzheng/jvmlog/hs_err_pid%p.log

堆溢出現(xiàn)場(chǎng)保留

有些錯(cuò)誤雖然不會(huì)導(dǎo)致 jvm 崩潰，但是對(duì)于服務(wù)而言也是非常嚴(yán)重的，比如stackOverflow、OutOfMemoryError，發(fā)生錯(cuò)誤后，留存現(xiàn)場(chǎng)信息對(duì)分析錯(cuò)誤原因是至關(guān)重要的。jvm 提供了保留堆溢出現(xiàn)場(chǎng)的方法，對(duì)于 JDK 8 而言，可能是 heap 溢出，也可能是 Metasapce 溢出。

-XX:HeapDumpPath=/Users/fengzheng/jvmlog
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

最后出現(xiàn)異常后，保存的文件格式為 java_pidxxx.hprof，pid 后面是發(fā)生溢出的進(jìn)程 id，之后可以用 VisualVM、JProfiler 等工具打開分析。

設(shè)置垃圾回收器類型

隨著 JDK 版本的升級(jí)，可使用的垃圾收集器類型也越來越多了。JDK 8 可使用的垃圾收集器有 7 種，當(dāng)然有點(diǎn)只適用于年輕代，有點(diǎn)只使用于老年代，JDK 8 中最新的垃圾收集器是 G1，可以用于年輕代和老年代。到了 JDK 11，還出了 ZGC。

下圖是 JDK 8 中可使用的垃圾收集器以及它們配合使用的關(guān)系。

Serial、ParNew、Parallel Scavenge 只適用于年輕代，CMS、Serial Old、Parallel Old 只適用于老年代，而 G1 通用于年輕代和老年代。連線表示它們之間可配合使用的關(guān)系，其中 CMS 和 Serial Old 連線的意思是說 Serial Old 會(huì)作為 CMS 的后預(yù)案，當(dāng) CMS 發(fā)生 Concurrent Mode Failure 時(shí)啟用。

在 JDK 8 中，如果不指定垃圾收集器，默認(rèn)使用參數(shù)?-XX:+UseParallelGC，新生代使用 Parallel Scavenge，老年代使用 Serial Old。

-XX:+UseSerialGC：使用 Serial + Serial Old ，運(yùn)行于 client 模式下的默認(rèn)設(shè)置

-XX:+UseConcMarkSweepGC：使用 ParNew+CMS+Serial Old，CMS 垃圾收集器

-XX:+UseParallelGC：Parallel Scavenge + Serial Old，JDK 8 server 模式下的默認(rèn)設(shè)置

-XX:+UseParallelOldGC：Parallel Scavenge + Parallel Old

-XX:+UseG1GC：使用 G1 垃圾收集器

開啟遠(yuǎn)程 JMX 監(jiān)控

除了日志外，當(dāng)我們需要實(shí)時(shí)查看 JVM 運(yùn)行情況的時(shí)候怎么辦，當(dāng)然可以到 JVM 所在服務(wù)器用 jstack、jmap、jinfo 等工具進(jìn)行查看，但是又不夠直觀，這時(shí)候就需要開啟 JMX 遠(yuǎn)程功能，使用 jConsole、VisualVM 等工具進(jìn)行監(jiān)控?；蛘咦约洪_發(fā)監(jiān)控平臺(tái)

開啟參數(shù)如下：

-Dcom.sun.management.jmxremote
#指定 jvm 所在服務(wù)器 ip 或域名
-Djava.rmi.server.hostname=192.168.1.1
#指定端口
-Dcom.sun.management.jmxremote.port=9999
-Dcom.sun.management.jmxremote.rmi.port=9999
-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false
-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false