JVM参数调优

JVM内存模型架构图

JVM内存模型图1

JVM内存模型图2

   JVM内存模型图3

JVM参数配置方式

参照服务器配置，对 JVM 进行参数优化。

• 在 bin/catalina.sh 中修改 JAVA_OPTS 参数
• 在 bin/setenv.sh 中修改 JAVA_OPTS 参数和 CATALINA_OPTS

JDK1.7(现在很少用1.7版本)

JAVA_OPTS="-Djava.awt.headless=true -Dfile.encoding=UTF-8 -server -Xms512m -Xmx1024m -XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=1024M -XX:PermSize=1024m -XX:MaxPermSize=1024m -XX:+DisableExplicitGC"

JDK1.8

JAVA_OPTS="-Djava.awt.headless=true -Dfile.encoding=UTF-8 -server -Xms1024m -Xmx1024m -XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=1024M -XX:+DisableExplicitGC"

1.8 版本中已经没有 PermSize、MaxPermSize。

Java8 对 metaspace 可以在小范围自动扩展永生代避免溢出。

JDK 配置的参数说明。

• -Djava.awt.headless：没有设备、键盘或鼠标的模式。
• -Dfile.encoding：设置字符集，通常使用 UTF-8
• -server：jvm的server工作模式，对应的有client工作模式。使用“java -version”可以查看当前工作模式
• -Xms1024m：初始Heap大小，使用的最小内存
• -Xmx1024m：Java heap最大值，使用的最大内存。经验: 设置Xms大小等于Xmx大小
• -XX:NewSize=512m：表示新生代初始内存的大小，应该小于 -Xms的值
• -XX:MaxNewSize=1024M：表示新生代可被分配的内存的最大上限，应该小于 -Xmx的值
• -XX:PermSize=1024m：设定内存的永久保存区域,内存的永久保存区域，VM 存放Class 和 Meta 信息，JVM在运行期间不会清除该区域

程序加载很多class情况下，超出PermSize情况下：JDK1.7会抛出java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space异常 JDK1.8下会抛出 ERROR: java.lang.OutOfMemoryError: Metadata space 异常

• -XX:MaxPermSize=1024m：设定最大内存的永久保存区域。经验: 设置PermSize大小等于MaxPermSize大小
• -XX:+DisableExplicitGC：自动将System.gc() 调用转换成一个空操作，即应用中调用System.gc()会变成一个空操作，避免程序员在代码里进行System.gc()这种危险操作。System.gc() 除非是到了万不得也的情况下使用，都应该交给 JVM。

其他优化参数

• -XX:SurvivorRatio=2：年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值
• -XX:ReservedCodeCacheSize=256m：保留代码占用的内存容量，无大的影响
• -Xss1024k：单个线程堆栈大小值，减少这个值可以生成更多线程，操作系统对于一个进程内的线程数是有限制的，经验值在3000-5000左右
• -XX:+CMSParallelRemarkEnabled：CMS 垃圾回收算法，对响应时间的重要性需求 大于 对吞吐量的要求，能够承受垃圾回收线程和应用线程共享处理器资源，并且应用中存在比较多的长生命周期的对象的应用
• -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：在使用concurrent gc 的情况下, 防止 memoryfragmention, 对live object 进行整理, 使 memory 碎片减少。
• -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly：在FULL GC的时候， 对年老代的压缩。CMS是不会移动内存的， 因此这个非常容易产生碎片， 导致内存不够用， 因此， 内存的压缩这个时候就会被启用。增加这个参数是个好习惯。可能会影响性能,但是可以消除碎片。
• -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=60：使用cms作为垃圾回收, 使用60％后开始CMS收集
• -XX:+UseGCOverheadLimit：用来限制使用内存，如果不做控制，可能会报出 java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded
• -XX:+UseConcMarkSweepGC：使用CMS内存收集
• -XX:+UseParNewGC：设置年轻代为并行收集
• -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/xxx/dump_tomcat.hprof：JVM会在遇到OutOfMemoryError时拍摄一个“堆转储快照”，并将其保存在一个文件中。
• -Xloggc:/xxx/gc_tomcat.log：gc的日志，如果该日志中出现频繁的Full GC就是有相关的系统问题，如果很少，说明暂时还算正常
• -XX:+PrintGCDateStamps：输出GC的时间戳（以基准时间的形式）
• -XX:+PrintGCDetails：输出GC的日志格式
• -Dnetworkaddress.cache.ttl=60 和 -Dsun.net.inetaddr.ttl=60：设置DNS缓存时间
• -DautoStartup=false 和 -Dsun.net.client.defaultConnectTimeout=60000：连接建立超时时间
• -Dsun.net.client.defaultReadTimeout=60000：内容获取超时设置
• -Djmagick.systemclassloader=no：是否生成缩略图的一个框架的配置

最佳实践参考

• vim bin/catalina.sh
  

export JAVA_OPTS="-server -Dfile.encoding=UTF-8 -showversion -Xms2000m -Xmx2000m -Xmn500m -XX:PermSize=256m -XX:MaxPermSize=256m \
  -XX:SurvivorRatio=2 -XX:ReservedCodeCacheSize=256m -Xss1024k -Djava.awt.headless=true -XX:+CMSParallelRemarkEnabled \ 
  -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=60 \ 
  -XX:+UseGCOverheadLimit -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError \ 
  -XX:HeapDumpPath=/tomcat_path/logs/dump_tomcat.hprof -Xloggc:/tomcat_path/logs/gc_tomcat.log -XX:+PrintGCDateStamps \ 
  -XX:+PrintGCDetails -Dnetworkaddress.cache.ttl=60 -Dsun.net.inetaddr.ttl=60 -DautoStartup=false \ 
  -Dsun.net.client.defaultConnectTimeout=60000 -Dsun.net.client.defaultReadTimeout=60000 -Djmagick.systemclassloader=no \ 
  -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom"

• vim bin/setenv.sh
  

#!/bin/sh
export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS -XX:+PrintGCDetails"
export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS -XX:+PrintGCTimeStamps"
export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS -XX:+PrintGCDateStamps"
export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS -Xloggc:logs/tomcat.gc.log"
export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS -XX:+UseConcMarkSweepGC"
export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection"
export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly"
export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS -XX:SurvivorRatio=2"
export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError"
export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS -XX:HeapDumpPath=logs/tomcat.dump"
export CATALINA_OPTS="$CATALINA_OPTS -Djava.awt.headless=true"
JAVA_OPTS="-Dfile.encoding=UTF-8 -server -Xms1024m -Xmx2048m -XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=1024m -XX:MetaspaceSize=256m -XX:MaxMetaspaceSize=256m -XX:+DisableExplicitGC"
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_202

常见JVM异常

• JVM Heap（堆）溢出
• java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space —-JVM Heap（堆）溢出

JVM 在启动的时候会自动设置 JVM Heap 的值，其初始空间（即-Xms）是物理内存的1/64，最大空间（-Xmx）不可超过物理内存。可以利用 JVM提供的 -Xmn -Xms -Xmx 等选项可进行设置。Heap 的大小是 Young Generation 和 Tenured Generaion 之和。在 JVM 中如果 98％ 的时间是用于 GC，且可用的 Heap size 不足 2％ 的时候将抛出此异常信息。

解决方法：手动设置 JVM Heap（堆）的大小。

• PermGen space溢出
• java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space —- PermGen space溢出。

jdk1.8 抛出 ERROR: java.lang.OutOfMemoryError: Metadata space 异常 PermGen space 的全称是 Permanent Generation space，是指内存的永久保存区域。为什么会内存溢出，这是由于这块内存主要是被 JVM 存放Class 和 Meta 信息的，Class 在被 Load 的时候被放入 PermGen space 区域，它和存放 Instance 的 Heap 区域不同，sun 的 GC 不会在主程序运行期对 PermGen space 进行清理，所以如果你的 APP 会载入很多 CLASS 的话，就很可能出现 PermGen space 溢出。

解决方法：手动设置 MaxPermSize 大小

• 栈溢出
• java.lang.StackOverflowError —- 栈溢出

栈溢出了，JVM 依然是采用栈式的虚拟机。函数的调用过程都体现在堆栈和退栈上了。调用构造函数的 “层”太多了，以致于把栈区溢出了。通常来讲，一般栈区远远小于堆区的，因为函数调用过程往往不会多于上千层，而即便每个函数调用需要 1K 的空间（这个大约相当于在一个 C 函数内声明了 256 个 int 类型的变量），那么栈区也不过是需要 1MB 的空间。通常栈的大小是 1－2MB 的。

解决方法: 代码中递归也不要递归的层次过多。