JVM参数汇总：JVM内存设置多大合适？Xmx和Xmn如何设置？[通俗易懂]

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

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其一是标准参数（-）， 所有的JVM实现都必须实现这些参数的功能，而且向后兼容； 其二是非标准参数（-X）， 默认jvm实现这些参数的功能，但是并不保证所有jvm实现都满足，且不保证向后兼容； 其三是非Stable参数（-XX），此类参数各个jvm实现会有所不同，这些都是不稳定的并且不推荐在生产环境中使用。将来可能会随时取消，需要慎重使用；上都被实现），而且如果在新版本有什么改动也不会发布通知。 对响应时间要求很高的系统来说，良好掌握JVM关于GC调优的参数是很重要的。比如一个高流量地延迟的电子交易平台，他要求的响应时间都是毫秒级的。要获得适合的参数组合需要大量的分析和不断的尝试，更依赖于交易系统的特性。

关于JVM选项的几点： 1) 布尔型参数选项：-XX:+ 打开， -XX:- 关闭。（比如-XX:+PrintGCDetails） 2) 数字型参数选项通过-XX:=设定。数字可以是m/M(兆字节)，k/K(千字节)，g/G(G字节)。 比如：32K表示32768字节。（比如-XX:HeapDumpPath=./java_pid.hprof） 3) 字符行参数选项通过-XX:=设定，通常用来指定一个文件，路径，或者一个命令列表。（比如-XX:+PrintGCDetails） 命令 java -help可以列出java 应用启动时标准选项（不同的JVM实现是不同的）。 java -X可以列出不标准的参数（这是JVM的扩展特性）。-X相关的选项不是标准的，被改变也不会通知。 如果你想查看当前应用使用的JVM参数，你可以使用：ManagementFactory.getRuntimeMXBean().getInputArguments()。

verbose -verbose:class 输出jvm载入类的相关信息，当jvm报告说找不到类或者类冲突时可此进行诊断。

-verbose:gc 输出每次GC的相关情况。

-verbose:jni 输出native方法调用的相关情况，一般用于诊断jni调用错误信息。

命令查看java的class字节码文件、verbose、synchronize

链接:：[#link]( https://www.dutycode.com/m/?post=153 )

具体具体来讲：参照 老年代存活对象大小

Java整个堆大小设置，Xmx 和 Xms设置为老年代存活对象的3-4倍，即FullGC之后的老年代内存占用的3-4倍

永久代 PermSize和MaxPermSize设置为老年代存活对象的1.2-1.5倍。

年轻代Xmn的设置为老年代存活对象的1-1.5倍。

老年代的内存大小设置为老年代存活对象的2-3倍。

BTW：

1、Sun官方建议年轻代的大小为整个堆的3/8左右， 所以按照上述设置的方式，基本符合Sun的建议。

2、堆大小=年轻代大小+年老代大小， 即xmx=xmn+老年代大小 。 Permsize不影响堆大小。

3、为什么要按照上面的来进行设置呢？ 没有具体的说明，但应该是根据多种调优之后得出的一个结论。

如何确认老年代存活对象大小？

方式1（推荐/比较稳妥）：

JVM参数中添加GC日志，GC日志中会记录每次FullGC之后各代的内存大小，观察老年代GC之后的空间大小。可观察一段时间内（比如2天）的FullGC之后的内存情况，根据多次的FullGC之后的老年代的空间大小数据来预估FullGC之后老年代的存活对象大小（可根据多次FullGC之后的内存大小取平均值）

方式2：（强制触发FullGC, 会影响线上服务，慎用）

方式1的方式比较可行，但需要更改JVM参数，并分析日志。同时，在使用CMS回收器的时候，有可能不能触发FullGC（只发生CMS GC），所以日志中并没有记录FullGC的日志。在分析的时候就比较难处理。

BTW：使用jstat -gcutil工具来看FullGC的时候， CMS GC是会造成2次的FullGC次数增加。 具体可参见之前写的一篇关于jstat使用的文章

所以，有时候需要强制触发一次FullGC，来观察FullGC之后的老年代存活对象大小。

注：强制触发FullGC，会造成线上服务停顿（STW），要谨慎，建议的操作方式为，在强制FullGC前先把服务节点摘除，FullGC之后再将服务挂回可用节点，对外提供服务

在不同时间段触发FullGC，根据多次FullGC之后的老年代内存情况来预估FullGC之后的老年代存活对象大小

如何触发FullGC ？

使用jmap工具可触发FullGC

jmap -dump:live,format=b,file=heap.bin 将当前的存活对象dump到文件，此时会触发FullGC

jmap -histo:live 打印每个class的实例数目,内存占用,类全名信息.live子参数加上后,只统计活的对象数量. 此时会触发FullGC

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非标准化的参数在将来的版本中可能会改变。所有的这类参数都以-X开始，并且可以用java -X来检索。注意，不能保证所有参数都可以被检索出来，其中就没有-Xcomp。例如：

常用的参数介绍：

-Xms512m 设置JVM促使内存为512m。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。 -Xmx512m ，设置JVM最大可用内存为512M。 -Xmn200m：设置年轻代大小为200M。此处的大小是（eden+ 2 survivor space).与jmap -heap中显示的New gen是（eden+1 survivor space）不同的。

计算公式有：

年老代大小=-Xmx减去-Xmn

整个堆大小=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（-Xmn）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。

-XX:SurvivorRatio

用于设置Eden和其中一个Survivor的比值，默认比例为8（Eden）：1（一个survivor），这个值也比较重要。

例如：–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。

-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。 -Xloggc:file 与-verbose:gc功能类似，只是将每次GC事件的相关情况记录到一个文件中，文件的位置最好在本地，以避免网络的潜在问题。 若与verbose命令同时出现在命令行中，则以-Xloggc为准。 -Xprof 跟踪正运行的程序，并将跟踪数据在标准输出输出；适合于开发环境调试。

-Xrunhprof

-Xdebug:JVM调试参数，用于远程调试

例如在tomcat中的远程调试设置方法为-Xdebug -Xnoagent -Xrunjdwp:transport=dt_socket,server=y,suspend=n,address=8000

-Xbootclasspath:

-Xbootclasspath用来指定你需要加载，但不想通过校验的类路径。JVM 会对所有的类在加载前进行校验并为每个类通过一个int数值来应用。这个是保证 JVM稳定的必要过程，但比较耗时，如果你希望跳过这个过程，就把你的类通过这个参数来指定。-Xbootclasspath参数、java -jar参数运行应用时classpath的设置方法

-Xnoclassgc：

-Xnoclassgc 表示不对方法区进行垃圾回收。请谨慎使用。见GC 的算法分析、各类垃圾收集器介绍

-XX:MaxMetaspaceSize

java8中-XX:MaxMetaspaceSize=10M设置MetaSpace的最大值为10m。默认是Java的Metaspace空间：不受限制

用-XX作为前缀的参数列表在jvm中可能是不健壮的，SUN也不推荐使用，后续可能会在没有通知的情况下就直接取消了；但是由于这些参数中的确有很多是对我们很有用的，比如我们经常会见到的-XX:PermSize、-XX:MaxPermSize等等；

首先来介绍行为参数：

参数及其默认值

描述

-XX:-DisableExplicitGC

禁止调用System.gc()；但jvm的gc仍然有效

-XX:+MaxFDLimit

最大化文件描述符的数量限制

-XX:+ScavengeBeforeFullGC

新生代GC优先于Full GC执行

-XX:+UseGCOverheadLimit

在抛出OOM之前限制jvm耗费在GC上的时间比例

-XX:-UseConcMarkSweepGC

对老生代采用并发标记交换算法进行GC

-XX:-UseParallelGC

启用并行GC

-XX:-UseParallelOldGC

对Full GC启用并行，当-XX:-UseParallelGC启用时该项自动启用

-XX:-UseSerialGC

启用串行GC

-XX:+UseThreadPriorities

启用本地线程优先级

上面表格中黑体的三个参数代表着jvm中GC执行的三种方式，即串行、并行、并发； 串行（SerialGC）是jvm的默认GC方式，一般适用于小型应用和单处理器，算法比较简单，GC效率也较高，但可能会给应用带来停顿； 并行（ParallelGC）是指GC运行时，对应用程序运行没有影响，GC和app两者的线程在并发执行，这样可以最大限度不影响app的运行； 并发（ConcMarkSweepGC）是指多个线程并发执行GC，一般适用于多处理器系统中，可以提高GC的效率，但算法复杂，系统消耗较大；

性能调优参数列表：

参数及其默认值

描述

-XX:LargePageSizeInBytes=4m

设置用于Java堆的大页面尺寸

-XX:MaxHeapFreeRatio=70

GC后java堆中空闲量占的最大比例

-XX:MaxNewSize=size

新生成对象能占用内存的最大值

-XX:MaxPermSize=64m

老生代对象能占用内存的最大值

-XX:MinHeapFreeRatio=40

GC后java堆中空闲量占的最小比例

-XX:NewRatio=2

新生代内存容量与老生代内存容量的比例

-XX:NewSize=2.125m

新生代对象生成时占用内存的默认值

-XX:ReservedCodeCacheSize=32m

保留代码占用的内存容量

-XX:ThreadStackSize=512

设置线程栈大小，若为0则使用系统默认值

-XX:+UseLargePages

使用大页面内存

我们在日常性能调优中基本上都会用到以上黑体的这几个属性；

调试参数列表：

参数及其默认值

描述

-XX:-CITime

打印消耗在JIT编译的时间

-XX:ErrorFile=./hs_err_pid.log

保存错误日志或者数据到文件中

-XX:-ExtendedDTraceProbes

开启solaris特有的dtrace探针

-XX:HeapDumpPath=./java_pid.hprof

指定导出堆信息时的路径或文件名

-XX:-HeapDumpOnOutOfMemoryError

当首次遭遇OOM时导出此时堆中相关信息

-XX:OnError=”;”

出现致命ERROR之后运行自定义命令

-XX:OnOutOfMemoryError=”;”

当首次遭遇OOM时执行自定义命令

-XX:-PrintClassHistogram

遇到Ctrl-Break后打印类实例的柱状信息，与jmap -histo功能相同

-XX:-PrintConcurrentLocks

遇到Ctrl-Break后打印并发锁的相关信息，与jstack -l功能相同

-XX:-PrintCommandLineFlags

打印在命令行中出现过的标记

-XX:-PrintCompilation

当一个方法被编译时打印相关信息

-XX:-PrintGC

每次GC时打印相关信息

-XX:-PrintGCDetails

每次GC时打印详细信息

-XX:-PrintGCTimeStamps

打印每次GC的时间戳

-XX:-TraceClassLoading

跟踪类的加载信息

-XX:-TraceClassLoadingPreorder

跟踪被引用到的所有类的加载信息

-XX:-TraceClassResolution

跟踪常量池

-XX:-TraceClassUnloading

跟踪类的卸载信息

-XX:-TraceLoaderConstraints

跟踪类加载器约束的相关信息

1、eclipse中在VM arguments中配置

例如：项目–>properties–>run/debug setting–>选择目标类Test.java–>edit–>arguments–>VM arguments–>输入：-XX:+TraceClassLoading

将会打印class加载明细。

2、java命令中带参数

然后先用javac Test.java进行编译。然后用java -XX:+TraceClassLoading Test。然后就能在控制台打印出一大串的log。

3、启动脚本中增加

-XX:+TraceClassLoading

不管是YGC还是Full GC,GC过程中都会对导致程序运行中中断,正确的选择不同的GC策略,调整JVM、GC的参数，可以极大的减少由于GC工作，而导致的程序运行中断方面的问题，进而适当的提高Java程序的工作效率。但是调整GC是以个极为复杂的过程，由于各个程序具备不同的特点，如：web和GUI程序就有很大区别（Web可以适当的停顿，但GUI停顿是客户无法接受的），而且由于跑在各个机器上的配置不同（主要cup个数，内存不同），所以使用的GC种类也会不同(如何选择见GC种类及如何选择)。本文将注重介绍JVM、GC的一些重要参数的设置来提高系统的性能。

JVM内存组成及GC相关内容请见之前的文章:JVM内存组成 GC策略&内存申请。

JVM参数的含义 实例见实例分析

参数名称

含义

默认值

-Xms

初始堆大小

物理内存的1/64(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-XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails混合使用 输出形式:11.851: [GC 98328K->93620K(130112K), 0.0082960 secs]

-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:+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:+PrintHeapAtGC

打印GC前后的详细堆栈信息

-Xloggc:filename

把相关日志信息记录到文件以便分析. 与上面几个配合使用

-XX:+PrintClassHistogram

garbage collects before printing the histogram.

-XX:+PrintTLAB

查看TLAB空间的使用情况

XX:+PrintTenuringDistribution

查看每次minor GC后新的存活周期的阈值

Desired survivor size 1048576 bytes, new threshold 7 (max 15) new threshold 7即标识新的存活周期的阈值为7。

GC性能方面的考虑

对于GC的性能主要有2个方面的指标：吞吐量throughput（工作时间不算gc的时间占总的时间比）和暂停pause（gc发生时app对外显示的无法响应）。

1. Total Heap

默认情况下，vm会增加/减少heap大小以维持free space在整个vm中占的比例，这个比例由MinHeapFreeRatio和MaxHeapFreeRatio指定。

一般而言，server端的app会有以下规则：

2. The Young Generation

另外一个对于app流畅性运行影响的因素是young generation的大小。young generation越大，minor collection越少；但是在固定heap size情况下，更大的young generation就意味着小的tenured generation，就意味着更多的major collection(major collection会引发minor collection)。

NewRatio反映的是young和tenured generation的大小比例。NewSize和MaxNewSize反映的是young generation大小的下限和上限，将这两个值设为一样就固定了young generation的大小（同Xms和Xmx设为一样）。

如果希望，SurvivorRatio也可以优化survivor的大小，不过这对于性能的影响不是很大。SurvivorRatio是eden和survior大小比例。

一般而言，server端的app会有以下规则：

经验&&规则

promotion failed:

垃圾回收时promotion failed是个很头痛的问题，一般可能是两种原因产生，第一个原因是救助空间不够，救助空间里的对象还不应该被移动到年老代，但年轻代又有很多对象需要放入救助空间；第二个原因是年老代没有足够的空间接纳来自年轻代的对象；这两种情况都会转向Full GC，网站停顿时间较长。

解决方方案一：

第一个原因我的最终解决办法是去掉救助空间，设置-XX:SurvivorRatio=65536 -XX:MaxTenuringThreshold=0即可，第二个原因我的解决办法是设置CMSInitiatingOccupancyFraction为某个值（假设70），这样年老代空间到70%时就开始执行CMS，年老代有足够的空间接纳来自年轻代的对象。

解决方案一的改进方案：

又有改进了，上面方法不太好，因为没有用到救助空间，所以年老代容易满，CMS执行会比较频繁。我改善了一下，还是用救助空间，但是把救助空间加大，这样也不会有promotion failed。具体操作上，32位Linux和64位Linux好像不一样，64位系统似乎只要配置MaxTenuringThreshold参数，CMS还是有暂停。为了解决暂停问题和promotion failed问题，最后我设置-XX:SurvivorRatio=1 ，并把MaxTenuringThreshold去掉，这样即没有暂停又不会有promotoin failed，而且更重要的是，年老代和永久代上升非常慢（因为好多对象到不了年老代就被回收了），所以CMS执行频率非常低，好几个小时才执行一次，这样，服务器都不用重启了。

-Xmx4000M -Xms4000M -Xmn600M -XX:PermSize=500M -XX:MaxPermSize=500M -Xss256K -XX:+DisableExplicitGC -XX:SurvivorRatio=1 -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0 -XX:+CMSClassUnloadingEnabled -XX:LargePageSizeInBytes=128M -XX:+UseFastAccessorMethods -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80 -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=0 -XX:+PrintClassHistogram -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:log/gc.log

CMSInitiatingOccupancyFraction值与Xmn的关系公式

上面介绍了promontion faild产生的原因是EDEN空间不足的情况下将EDEN与From survivor中的存活对象存入To survivor区时,To survivor区的空间不足，再次晋升到old gen区，而old gen区内存也不够的情况下产生了promontion faild从而导致full gc.那可以推断出：eden+from survivor < old gen区剩余内存时，不会出现promontion faild的情况，即： (Xmx-Xmn)*(1-CMSInitiatingOccupancyFraction/100)>=(Xmn-Xmn/(SurvivorRatior+2)) 进而推断出：

CMSInitiatingOccupancyFraction