JVM调优的总结

1. 堆大小设置
   jvm 中最大堆大小有三方面限制：相关操作系统的数据模型（32-bt还是64-bit）限制；系统的可用虚拟内存限制；系统的可用物理内存限制。32位系统下，一般限制在1.5g~2g；64为操作系统对内存无限制。我在windows server 2003 系统，3.5g物理内存，jdk5.0下测试，最大可设置为1478m。
   典型设置：
   • java -xmx3550m -xms3550m -xmn2g -xss128k
     -xmx3550m：设置jvm最大可用内存为3550m。
     -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。
     -xmn2g：设置年轻代大小为2g。整个jvm内存大小=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。
     -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。
   • java -xmx3550m -xms3550m -xss128k -xx:newratio=4 -xx:survivorratio=4 -xx:maxpermsize=16m -xx:maxtenuringthreshold=0
     -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）。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
     -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
     -xx:maxpermsize=16m:设置持久代大小为16m。
     -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。
2. 回收器选择
   jvm给了三种选择：串行收集器、并行收集器、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。jdk5.0以后，jvm会根据当前进行判断。
   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。
      典型配置：
      • java -xmx3800m -xms3800m -xmn2g -xss128k -xx:+useparallelgc -xx:parallelgcthreads=20
        -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。
        -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。
      • java -xmx3550m -xms3550m -xmn2g -xss128k -xx:+useparallelgc -xx:parallelgcthreads=20 -xx:+useparalleloldgc
        -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。
      • java -xmx3550m -xms3550m -xmn2g -xss128k -xx:+useparallelgc  -xx:maxgcpausemillis=100
        -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。
      • java -xmx3550m -xms3550m -xmn2g -xss128k -xx:+useparallelgc  -xx:maxgcpausemillis=100 -xx:+useadaptivesizepolicy
        -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。
   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。
      典型配置：
      • java -xmx3550m -xms3550m -xmn2g -xss128k -xx:parallelgcthreads=20 -xx:+useconcmarksweepgc -xx:+useparnewgc
        -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。
        -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。
      • java -xmx3550m -xms3550m -xmn2g -xss128k -xx:+useconcmarksweepgc -xx:cmsfullgcsbeforecompaction=5 -xx:+usecmscompactatfullcollection
        -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。
        -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. 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：
   • -xx:+printgc
     输出形式：[gc 118250k->113543k(130112k), 0.0094143 secs]

                     [full gc 121376k->10414k(130112k), 0.0650971 secs]

   • -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]

   • -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]
     
   • -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
     
   • -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
     
   • -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]
   • -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. 常见配置汇总
   1. 堆设置
      • -xms:初始堆大小
      • -xmx:最大堆大小
      • -xx:newsize=n:设置年轻代大小
      • -xx:newratio=n: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:年轻代中eden区与两个survivor区的比值。注意survivor区有两个。如：3，表示eden：survivor=3：2，一个survivor区占整个年轻代的1/5
      • -xx:maxpermsize=n:设置持久代大小
   2. 收集器设置
      • -xx:+useserialgc:设置串行收集器
      • -xx:+useparallelgc:设置并行收集器
      • -xx:+useparalledloldgc:设置并行年老代收集器
      • -xx:+useconcmarksweepgc: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: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:设置并行收集最大暂停时间
      • -xx:gctimeratio=n: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:设置为增量模式。适用于单cpu情况。
      • -xx:parallelgcthreads=n: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。

调优总结

1. 年轻代大小选择
   • 响应时间优先的应用：尽可能设大，直到接近系统的最低响应时间限制（根据实际情况选择）。在此种情况下，年轻代收集发生的频率也是最小的。同时，减少到达年老代的对象。
   • 吞吐量优先的应用：尽可能的设置大，可能到达gbit的程度。因为对响应时间没有要求，垃圾收集可以并行进行，一般适合8cpu以上的应用。
2. 年老代大小选择
   • 响应时间优先的应用：年老代使用并发收集器，所以其大小需要小心设置，一般要考虑并发会话率和会话持续时间等一些参数。如果堆设置小了，可以会造成内存碎片、高回收频率以及应用暂停而使用传统的标记清除方式；如果堆大了，则需要较长的收集时间。最优化的方案，一般需要参考以下数据获得：
     • 并发垃圾收集信息
     • 持久代并发收集次数
     • 传统gc信息
     • 花在年轻代和年老代回收上的时间比例
     减少年轻代和年老代花费的时间，一般会提高应用的效率
   • 吞吐量优先的应用：一般吞吐量优先的应用都有一个很大的年轻代和一个较小的年老代。原因是，这样可以尽可能回收掉大部分短期对象，减少中期的对象，而年老代尽存放长期存活对象。
3. 较小堆引起的碎片问题
   因为年老代的并发收集器使用标记、清除算法，所以不会对堆进行压缩。当收集器回收时，他会把相邻的空间进行合并，这样可以分配给较大的对象。但是，当堆空间较小时，运行一段时间以后，就会出现“碎片”，如果并发收集器找不到足够的空间，那么并发收集器将会停止，然后使用传统的标记、清除方式进行回收。如果出现“碎片”，可能需要进行如下配置：
   • -xx:+usecmscompactatfullcollection：使用并发收集器时，开启对年老代的压缩。
   • -xx:cmsfullgcsbeforecompaction=0：上面配置开启的情况下，这里设置多少次full gc后，对年老代进行压缩