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JVM优化之优化常用参数和工具

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JVM优化之优化常用参数和工具JVM优化之优化常用参数和工具内容提要jvm运行参数和参数设置jvm内存模型jmap命令的使用以及通过MAT工具分析定位分析内存溢出的方法jstack的使用visualJVM工具使用为什么要优化JVM1.生产环境需要承载更多的并发要求，对底层的优化能显著提升性能，节约成本2.测试和生产环境的不同可能导致我们无法实时了解具体性能问题,我们需要借助对JVM了解分析问题所在。…

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

JVM优化之优化常用参数和工具

内容提要

  • jvm运行参数和参数设置
  • jvm 内存模型
  • 定位分析死锁和内存溢出
  • 其他工具使用

为什么要优化JVM
1.生产环境需要承载更多的并发要求，对底层的优化能显著提升性能，节约成本
2.测试和生产环境的不同可能导致我们无法实时了解具体性能问题,我们需要借助对JVM了解分析问题所在。

jvm运行参数和参数设置

1.标准参数

由java -help检索出来的所有参数成为标准参数,未来发行版本中不会轻易修改，即使修改也会有官方通知

 	>java -help
	-java [-options] class [args...] (执行类)或 java [-options] -jar jarfile [args...] #(执行 jar 文件)其中选项包括:
	-D<名称>=<值> #设置系统属性
	-version #输出产品版本并退出
	-showversion # 输出产品版本并继续
	-? -help 输出此帮助消息
	-X  #输出非标准选项的帮助
	-d32 #使用 32 位数据模型 (如果可用)
	-d64 #使用 64 位数据模型 (如果可用)
	-server #选择 "server" VM 默认 VM 是 server,因为您是在服务器类计算机上运行。
	-cp <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径>
	-classpath <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径> #用 : 分隔的目录, JAR 档案和 ZIP 档案列表, 用于搜索类文件。
    ###########################以上为非常重要的参数 希望开发者一定要记住###########################

	-verbose:[class|gc|jni] #启用详细输出
	-version:<值> #警告: 此功能已过时, 将在未来发行版中删除。需要指定的版本才能运行
	
	-jre-restrict-search | -no-jre-restrict-search #警告: 此功能已过时, 将在未来发行版中删除。在版本搜索中包括/排除用户专用 JRE
	-ea[:<packagename>...|:<classname>]
	-enableassertions[:<packagename>...|:<classname>]#按指定的粒度启用断言
	-da[:<packagename>...|:<classname>]
	-disableassertions[:<packagename>...|:<classname>] #禁用具有指定粒度的断言
	-esa | -enablesystemassertions # 启用系统断言
	-dsa | -disablesystemassertions # 禁用系统断言
	-agentlib:<libname>[=<选项>] #加载本机代理库 <libname>, 例如 -agentlib:hprof另请参阅 -agentlib:jdwp=help 和 -agentlib:hprof=help
	-agentpath:<pathname>[=<选项>] #按完整路径名加载本机代理库
	-javaagent:<jarpath>[=<选项>] #加载 Java 编程语言代理, 请参阅 java.lang.instrument
	-splash:<imagepath> # 使用指定的图像显示启动屏幕

使用Java代码测试系统属性

	Properties properties = System.getProperties();
	for (Map.Entry<Object, Object> objectObjectEntry : properties.entrySet()) { 
   
		System.out.printf("system prop : %s = %s\n",objectObjectEntry.getKey(),objectObjectEntry.getValue());
	}
// java -Dmyname=huyiyu [类名] 之后在打印所有系统参数中找到myname=huyiyu

server和client参数

server: 显式指定-server时设置,或者64位系统时设置,使用 parNew GC 1 启动慢运行快
client:显式指定-client时设置,或者64位系统时设置,使用default GC2启动快运行慢
系统信息如下:

windowsX86 其他X86 其他X86 Mem:>2GB >2CPU X64
client client server server

2.非标准参数

-Xmixed # 混合模式执行 (默认)
-Xint #仅解释模式执行
-Xbatch #禁用后台编译
-Xms<size> #设置初始 Java 堆大小
-Xmx<size> #设置最大 Java 堆大小
-Xss<size> #设置 Java 线程堆栈大小
-XshowSettings #显示所有设置并继续
########################以上参数非常重要需要记住###############################
-XshowSettings:all#显示所有设置并继续
-XshowSettings:vm 显示所有与 vm 相关的设置并继续
-XshowSettings:properties #显示所有属性设置并继续
-XshowSettings:locale#显示所有与区域设置相关的设置并继续
-Xbootclasspath: <用 : 分隔的目录和 zip/jar 文件> #设置搜索路径以引导类和资源
-Xbootclasspath/a:<用 : 分隔的目录和 zip/jar 文件>#附加在引导类路径末尾
-Xbootclasspath/p:<用 : 分隔的目录和 zip/jar 文件>#置于引导类路径之前
-Xdiag #显示附加诊断消息
-Xnoclassgc #禁用类垃圾收集
-Xincgc #启用增量垃圾收集
-Xloggc:<file> #将 GC 状态记录在文件中 (带时间戳)
-Xprof #输出 cpu 配置文件数据
-Xfuture #启用最严格的检查, 预期将来的默认值
-Xrs #减少 Java/VM 对操作系统信号的使用 (请参阅文档)
-Xcheck:jni #对 JNI 函数执行其他检查
-Xshare:off #不尝试使用共享类数据
-Xshare:auto #在可能的情况下使用共享类数据 (默认)
-Xshare:on #要求使用共享类数据, 否则将失败。
#-X 选项是非标准选项, 如有更改, 恕不另行通知。

设置编译模式

类型 说明 示例 用法 备注
int 解释模式 -Xint -Xint 强制运行字节码，效率低
comp 编译模式 -Xcomp -Xcomp 编译成native代码带来大程度的优化
mix 混合模式 -Xmix -Xmix 解释和编译混合进行，由jvm决定使用任意推荐使用

设置初始堆内存

类型 说明 示例 用法 备注
Xms 最小堆内存 -Xms<数字><单位> -Xmx1024m 设置最小堆内存为1024MB
Xmx 最大堆内存 -Xmx<数字><单位> -Xms1024m 设置最大堆内存为1024MB
Xss 初始堆内存 -Xmx<数字><单位> -Xss1024m 设置初始堆内存为1024MB

XX参数

XX参数也是非标准参数,用于jvm调优和debug操作，设置JVM有两种模式分别如下

类型 用法 示例 备注
boolean -XX:+/-<name> XX:+DisableExplicitGC +:启用 -:禁用
非boolean :-XX:<name>=<value> ：-XX:NewRatio=1 
# XX参数实战
-XX:+PrintFlagsFinal -version
	# =表示默认参数 :=表示重置生效参数
     bool UseXMMForArrayCopy                       = true                                      { 
   product} { 
   default}
     bool UseXMMForObjInit                         = false                                { 
   ARCH product} { 
   default}
     bool UseXmmI2D                                = false                                { 
   ARCH product} { 
   default}
     bool UseXmmI2F                                = false                                { 
   ARCH product} { 
   default}
     bool UseXmmLoadAndClearUpper                  = true                                 { 
   ARCH product} { 
   default}
     bool UseXmmRegToRegMoveAll                    = true                                 { 
   ARCH product} { 
   default}
     bool VMThreadHintNoPreempt                    = false                                     { 
   product} { 
   default}
     intx VMThreadPriority                         = -1                                        { 
   product} { 
   default}
     intx VMThreadStackSize                        = 0                                      { 
   pd product} { 
   default}
     intx ValueMapInitialSize                      = 11                                     { 
   C1 product} { 
   default}
     intx ValueMapMaxLoopSize                      = 8                                      { 
   C1 product} { 
   default}
     intx ValueSearchLimit                         = 1000                                   { 
   C2 product} { 
   default}
     bool VerifyMergedCPBytecodes                  = true                                      { 
   product} { 
   default}
     bool VerifySharedSpaces                       = false                                     { 
   product} { 
   default}
	...
# 使用jinfo可查看运行的应用的jvm参数 :jinfo pid

jvm 内存模型

JDK1.7 jvm内存模型

jvm内存模型

jdk7 jvm 堆模型

Java堆模型

  • Young 年轻区

Young区被划分为三部分，Eden区和两个大小严格相同的Survivor区，其中，Survivor区间中，某一时刻只有
其中一个是被使用的，另外一个留做垃圾收集时复制对象用，在Eden区间变满的时候， GC就会将存活的对
象移到空闲的Survivor区间中，根据JVM的策略，在经过几次垃圾收集后，任然存活于Survivor的对象将被移
动到Tenured区间。

  • Tenured 年老区

Tenured区主要保存生命周期长的对象，一般是一些老的对象，当一些对象在Young复制转移一定的次数以
后，对象就会被转移到Tenured区，一般如果系统中用了application级别的缓存，缓存中的对象往往会被转
移到这一区间。

  • Perm 永久区

Perm代主要保存class,method,filed对象，这部份的空间一般不会溢出，除非一次性加载了很多的类，不过在
涉及到热部署的应用服务器的时候，有时候会遇到java.lang.OutOfMemoryError : PermGen space 的错误，
造成这个错误的很大原因就有可能是每次都重新部署，但是重新部署后，类的class没有被卸载掉，这样就造
成了大量的class对象保存在了perm中，这种情况下，一般重新启动应用服务器可以解决问题。

  • Virtual区

最大内存和初始内存的差值，就是Virtual区。

JDK1.8内存模型

JDK8内存模型

JDK1.8的堆内存模型

JDK1.8的堆内存模型

由上图可以看出，jdk1.8的内存模型是由2部分组成，年轻代 + 年老代。
年轻代：Eden + 2*Survivor
年老代：OldGen
在jdk1.8中变化最大的Perm区，用Metaspace（元数据空间）进行了替换。
需要特别说明的是：Metaspace所占用的内存空间不是在虚拟机内部，而是在本地内存空间中，这也是与1.7的永
久代最大的区别所在。

JDK1.8废弃永久区的原因

This is part of the JRockit and Hotspot convergence effort. JRockit customers do not need
to configure the permanent generation (since JRockit does not have a permanent
generation) and are accustomed to not configuring the permanent generation.
移除永久代是为融合HotSpot JVM与 JRockit VM而做出的努力，因为JRockit没有永久代，不需要配置永久代。
现实使用中，由于永久代内存经常不够用或发生内存泄露，爆出异常java.lang.OutOfMemoryError: PermGen。
基于此，将永久区废弃，而改用元空间，改为了使用本地内存空间。

定位分析死锁和内存溢出

定位死锁

//以下是一段死锁代码
package com.yiyu;

public class DeadLock { 
   
    private static final String LOCK_A = "LOCK_A";
    private static final String LOCK_B = "LOCK_B";
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
   
        Thread thread1 = new Thread(() -> DeadLock.getLock("thread_1", LOCK_A, LOCK_B));
        Thread thread2 = new Thread(() -> DeadLock.getLock("thread_2", LOCK_B, LOCK_A));
        thread1.start();
        thread2.start();
    }

    public static void getLock(String user, String lock1, String lock2) { 
   
        try { 
   
            synchronized (lock1) { 
   
                System.out.println(user + "获得了" + lock1 + "的锁");
                synchronized (lock2) { 
   
                    System.out.println(user + "获得了" + lock2 + "的锁");
                }
            }
        } catch (Exception e) { 
   
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

# 使用jps查看进程ID
[root@izwz92w1juq9pnt03ae87yz ~]# jps 
10400 Bootstrap
12812 Jps
12733 DeadLock
[root@izwz92w1juq9pnt03ae87yz ~]# jstack 12733
...
Found one Java-level deadlock:
=============================
"Thread-0":
  waiting to lock monitor 0x00007fa788008900 (object 0x00000000e34c2258, a java.lang.String),
  which is held by "Thread-1"
"Thread-1":
  waiting to lock monitor 0x00007fa788006900 (object 0x00000000e34c2228, a java.lang.String),
  which is held by "Thread-0"

Java stack information for the threads listed above:
===================================================
"Thread-0":
        at DeadLock.getLock(DeadLock.java:17)
        - waiting to lock <0x00000000e34c2258> (a java.lang.String)
        - locked <0x00000000e34c2228> (a java.lang.String)
        at DeadLock.lambda$main$0(DeadLock.java:6)
        at DeadLock$$Lambda$1/0x0000000100060840.run(Unknown Source)
        at java.lang.Thread.run(java.base@11.0.1/Thread.java:834)
"Thread-1":
        at DeadLock.getLock(DeadLock.java:17)
        - waiting to lock <0x00000000e34c2228> (a java.lang.String)
        - locked <0x00000000e34c2258> (a java.lang.String)
        at DeadLock.lambda$main$1(DeadLock.java:7)
        at DeadLock$$Lambda$2/0x0000000100062840.run(Unknown Source)
        at java.lang.Thread.run(java.base@11.0.1/Thread.java:834)
Found 1 deadlock.

"Thread-0" #10 prio=5 os_prio=0 cpu=22.94ms elapsed=369.77s tid=0x00007fa7a8156000 nid=0x31c9 waiting for monitor entry [0x00007fa79081b000]
   java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
        at DeadLock.getLock(DeadLock.java:17) #死锁发生的代码的行
        - waiting to lock <0x00000000e34c2258> (a java.lang.String)
        - locked <0x00000000e34c2228> (a java.lang.String)
        at DeadLock.lambda$main$0(DeadLock.java:6)
        at DeadLock$$Lambda$1/0x0000000100060840.run(Unknown Source)
        at java.lang.Thread.run(java.base@11.0.1/Thread.java:834)

"Thread-1" #11 prio=5 os_prio=0 cpu=23.86ms elapsed=369.77s tid=0x00007fa7a8157800 nid=0x31ca waiting for monitor entry [0x00007fa79071a000]
   java.lang.Thread.State: BLOCKED (on object monitor)
        at DeadLock.getLock(DeadLock.java:17)#死锁发生的代码的行
        - waiting to lock <0x00000000e34c2228> (a java.lang.String)
        - locked <0x00000000e34c2258> (a java.lang.String)
        at DeadLock.lambda$main$1(DeadLock.java:7)
        at DeadLock$$Lambda$2/0x0000000100062840.run(Unknown Source)

定位内存溢出

package com.yiyu;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.UUID;
import java.util.stream.Stream;
public class OutOffMemoryErrorTest { 
   
    public static void main(String[] args) { 
   
        Stream.iterate(UUID.randomUUID()
                .toString(), a -> a + a)
                .limit(1000)
                .reduce(String::concat)
                .ifPresent(System.out::println);
    }
}

java -Xmx6m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError OutOffMemoryErrorTest 程序运行后会出现内存溢出
具体如下：
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
Dumping heap to java_pid2176.hprof …
Exception in thread “main” java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
Heap dump file created [6383576 bytes in 0.029 secs]
at java.base/java.lang.String.concat(String.java:1947)
at com.yiyu.OutOffMemoryErrorTest$$Lambda$18/0x00000001000a8840.apply(Unknown Source)
at java.base/java.util.stream.ReduceOps$2ReducingSink.accept(ReduceOps.java:123)
at java.base/java.util.stream.SliceOps$1$1.accept(SliceOps.java:199)
at java.base/java.util.stream.Stream 1. t r y A d v a n c e ( S t r e a m . j a v a : 1231 ) a t j a v a . b a s e / j a v a . u t i l . s t r e a m . R e f e r e n c e P i p e l i n e . f o r E a c h W i t h C a n c e l ( R e f e r e n c e P i p e l i n e . j a v a : 127 ) a t j a v a . b a s e / j a v a . u t i l . s t r e a m . A b s t r a c t P i p e l i n e . c o p y I n t o W i t h C a n c e l ( A b s t r a c t P i p e l i n e . j a v a : 502 ) a t j a v a . b a s e / j a v a . u t i l . s t r e a m . A b s t r a c t P i p e l i n e . c o p y I n t o ( A b s t r a c t P i p e l i n e . j a v a : 488 ) a t j a v a . b a s e / j a v a . u t i l . s t r e a m . A b s t r a c t P i p e l i n e . w r a p A n d C o p y I n t o ( A b s t r a c t P i p e l i n e . j a v a : 474 ) a t j a v a . b a s e / j a v a . u t i l . s t r e a m . R e d u c e O p s 1.tryAdvance(Stream.java:1231) at java.base/java.util.stream.ReferencePipeline.forEachWithCancel(ReferencePipeline.java:127) at java.base/java.util.stream.AbstractPipeline.copyIntoWithCancel(AbstractPipeline.java:502) at java.base/java.util.stream.AbstractPipeline.copyInto(AbstractPipeline.java:488) at java.base/java.util.stream.AbstractPipeline.wrapAndCopyInto(AbstractPipeline.java:474) at java.base/java.util.stream.ReduceOps 1.tryAdvance(Stream.java:1231)atjava.base/java.util.stream.ReferencePipeline.forEachWithCancel(ReferencePipeline.java:127)atjava.base/java.util.stream.AbstractPipeline.copyIntoWithCancel(AbstractPipeline.java:502)atjava.base/java.util.stream.AbstractPipeline.copyInto(AbstractPipeline.java:488)atjava.base/java.util.stream.AbstractPipeline.wrapAndCopyInto(AbstractPipeline.java:474)atjava.base/java.util.stream.ReduceOpsReduceOp.evaluateSequential(ReduceOps.java:913)
at java.base/java.util.stream.AbstractPipeline.evaluate(AbstractPipeline.java:234)
at java.base/java.util.stream.ReferencePipeline.reduce(ReferencePipeline.java:558)
at com.yiyu.OutOffMemoryErrorTest.main(OutOffMemoryErrorTest.java:14)
从项目中找到对应的文件,使用工具分析

jvm其他工具使用

请参考博客jvm分析工具概述,对每个命令的每个操作分析的非常全面,跳转方便以后阅读。

JMX配置

原理是启动Java程序时添加系统参数已达到暴露端口提供接入虚拟机的协议,网上的配置非常详细但是有些不足，使用JMX时会开放三个端口,如果仅仅开启com.sun.management.jmxremote.port会发现 Jconsole活visualVM仍然访问不了,此时 使用netstat -nltp 查询打开另外两个端口或多一行配置即可,具体原因是因为JMX支持本地连接建立的端口。如需知道更详细信息请参考博客：JMX实践-JMX连接端口

-Dcom.sun.management.jmxremote 
-Dcom.sun.management.jmxremote.port=9999 
-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false 
-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false  
javax.management.remote.rmi.RMIConnectorServer=9999

  1. 并行垃圾收集器 部分stw ↩︎

  2. 串行垃圾收集器单线程 全部stw ↩︎

版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容， 请发送邮件至 举报，一经查实，本站将立刻删除。

发布者：全栈程序员-用户IM，转载请注明出处：https://javaforall.cn/137477.html原文链接：https://javaforall.cn

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