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堆内存设置
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堆内存设置
原理 JVM堆内存分为2块Permanent Space 和 Heap Space。 Permanent 即 持久代Permanent Generation主要存放的是Java类定义信息与垃圾收集器要收集的Java对象关系不大。 Heap { Old NEW {Eden, from, to} }Old 即 年老代Old GenerationNew 即 年轻代Young Generation。年老代和年轻代的划分对垃圾收集影响比较大。
年轻代 所有新生成的对象首先都是放在年轻代。年轻代的目标就是尽可能快速的收集掉那些生命周期短的对象。年轻代一般分3个区1个Eden区2个Survivor区from 和 to。
大部分对象在Eden区中生成。当Eden区满时还存活的对象将被复制到Survivor区两个中的一个当一个Survivor区满时此区的存活对象将被复制到另外一个Survivor区当另一个Survivor区也满了的时候从前一个Survivor区复制过来的并且此时还存活的对象将可能被复制到年老代。
2个Survivor区是对称的没有先后关系所以同一个Survivor区中可能同时存在从Eden区复制过来对象和从另一个Survivor区复制过来的对象而复制到年老区的只有从另一个Survivor区过来的对象。而且因为需要交换的原因Survivor区至少有一个是空的。特殊的情况下根据程序需要Survivor区是可以配置为多个的多于2个这样可以增加对象在年轻代中的存在时间减少被放到年老代的可能。
针对年轻代的垃圾回收即 Young GC。 年老代 在年轻代中经历了N次可配置垃圾回收后仍然存活的对象就会被复制到年老代中。因此可以认为年老代中存放的都是一些生命周期较长的对象。
针对年老代的垃圾回收即 Full GC。 持久代 用于存放静态类型数据如 Java Class, Method 等。持久代对垃圾回收没有显著影响。但是有些应用可能动态生成或调用一些Class例如 Hibernate CGLib 等在这种时候往往需要设置一个比较大的持久代空间来存放这些运行过程中动态增加的类型。
所以当一组对象生成时内存申请过程如下
JVM会试图为相关Java对象在年轻代的Eden区中初始化一块内存区域。 当Eden区空间足够时内存申请结束。否则执行下一步。 JVM试图释放在Eden区中所有不活跃的对象Young GC。释放后若Eden空间仍然不足以放入新对象JVM则试图将部分Eden区中活跃对象放入Survivor区。 Survivor区被用来作为Eden区及年老代的中间交换区域。当年老代空间足够时Survivor区中存活了一定次数的对象会被移到年老代。 当年老代空间不够时JVM会在年老代进行完全的垃圾回收Full GC。 Full GC后若Survivor区及年老代仍然无法存放从Eden区复制过来的对象则会导致JVM无法在Eden区为新生成的对象申请内存即出现“Out of Memory”。 OOM“Out of Memory”异常一般主要有如下2种原因
1. 年老代溢出表现为java.lang.OutOfMemoryError:Javaheapspace 这是最常见的情况产生的原因可能是设置的内存参数Xmx过小或程序的内存泄露及使用不当问题。 例如循环上万次的字符串处理、创建上千万个对象、在一段代码内申请上百M甚至上G的内存。还有的时候虽然不会报内存溢出却会使系统不间断的垃圾回收也无法处理其它请求。这种情况下除了检查程序、打印堆内存等方法排查还可以借助一些内存分析工具比如MAT就很不错。
2. 持久代溢出表现为java.lang.OutOfMemoryError:PermGenspace 通常由于持久代设置过小动态加载了大量Java类而导致溢出解决办法唯有将参数 -XX:MaxPermSize 调大一般256m能满足绝大多数应用程序需求。将部分Java类放到容器共享区例如Tomcat share lib去加载的办法也是一个思路但前提是容器里部署了多个应用且这些应用有大量的共享类库。 参数说明 -Xmx3550m设置JVM最大堆内存为3550M。 -Xms3550m设置JVM初始堆内存为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。 -Xss128k设置每个线程的栈大小。JDK5.0以后每个线程栈大小为1M之前每个线程栈大小为256K。应当根据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。需要注意的是当这个值被设置的较大例如2MB时将会在很大程度上降低系统的性能。 -Xmn2g设置年轻代大小为2G。在整个堆内存大小确定的情况下增大年轻代将会减小年老代反之亦然。此值关系到JVM垃圾回收对系统性能影响较大官方推荐配置为整个堆大小的3/8。 -XX:NewSize1024m设置年轻代初始值为1024M。 -XX:MaxNewSize1024m设置年轻代最大值为1024M。 -XX:PermSize256m设置持久代初始值为256M。 -XX:MaxPermSize256m设置持久代最大值为256M。 -XX:NewRatio4设置年轻代包括1个Eden和2个Survivor区与年老代的比值。表示年轻代比年老代为1:4。 -XX:SurvivorRatio4设置年轻代中Eden区与Survivor区的比值。表示2个Survivor区JVM堆内存年轻代中默认有2个大小相等的Survivor区与1个Eden区的比值为2:4即1个Survivor区占整个年轻代大小的1/6。 -XX:MaxTenuringThreshold7表示一个对象如果在Survivor区救助空间移动了7次还没有被垃圾回收就进入年老代。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需要大量常驻内存的应用这样做可以提高效率。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在年轻代存活时间增加对象在年轻代被垃圾回收的概率减少Full GC的频率这样做可以在某种程度上提高服务稳定性。 疑问解答 -Xmn-XX:NewSize/-XX:MaxNewSize-XX:NewRatio 3组参数都可以影响年轻代的大小混合使用的情况下优先级是什么 如下 高优先级-XX:NewSize/-XX:MaxNewSize 中优先级-Xmn默认等效 -Xmn-XX:NewSize-XX:MaxNewSize? 低优先级-XX:NewRatio 推荐使用-Xmn参数原因是这个参数简洁相当于一次设定 NewSize/MaxNewSIze而且两者相等适用于生产环境。-Xmn 配合 -Xms/-Xmx即可将堆内存布局完成。 -Xmn参数是在JDK 1.4 开始支持。 垃圾回收器选择 JVM给出了3种选择串行收集器、并行收集器、并发收集器。串行收集器只适用于小数据量的情况所以生产环境的选择主要是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会根据当前系统配置进行智能判断。 串行收集器 -XX:UseSerialGC设置串行收集器。 并行收集器吞吐量优先 -XX:UseParallelGC设置为并行收集器。此配置仅对年轻代有效。即年轻代使用并行收集而年老代仍使用串行收集。 -XX:ParallelGCThreads20配置并行收集器的线程数即同时有多少个线程一起进行垃圾回收。此值建议配置与CPU数目相等。 -XX:UseParallelOldGC配置年老代垃圾收集方式为并行收集。JDK6.0开始支持对年老代并行收集。 -XX:MaxGCPauseMillis100设置每次年轻代垃圾回收的最长时间单位毫秒。如果无法满足此时间JVM会自动调整年轻代大小以满足此时间。 -XX:UseAdaptiveSizePolicy设置此选项后并行收集器会自动调整年轻代Eden区大小和Survivor区大小的比例以达成目标系统规定的最低响应时间或者收集频率等指标。此参数建议在使用并行收集器时一直打开。 并发收集器响应时间优先 -XX:UseConcMarkSweepGC即CMS收集设置年老代为并发收集。CMS收集是JDK1.4后期版本开始引入的新GC算法。它的主要适合场景是对响应时间的重要性需求大于对吞吐量的需求能够承受垃圾回收线程和应用线程共享CPU资源并且应用中存在比较多的长生命周期对象。CMS收集的目标是尽量减少应用的暂停时间减少Full GC发生的几率利用和应用程序线程并发的垃圾回收线程来标记清除年老代内存。 -XX:UseParNewGC设置年轻代为并发收集。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参数。 -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction0由于并发收集器不对内存空间进行压缩和整理所以运行一段时间并行收集以后会产生内存碎片内存使用效率降低。此参数设置运行0次Full GC后对内存空间进行压缩和整理即每次Full GC后立刻开始压缩和整理内存。 -XX:UseCMSCompactAtFullCollection打开内存空间的压缩和整理在Full GC后执行。可能会影响性能但可以消除内存碎片。 -XX:CMSIncrementalMode设置为增量收集模式。一般适用于单CPU情况。 -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction70表示年老代内存空间使用到70%时就开始执行CMS收集以确保年老代有足够的空间接纳来自年轻代的对象避免Full GC的发生。 其它垃圾回收参数 -XX:ScavengeBeforeFullGC年轻代GC优于Full GC执行。 -XX:-DisableExplicitGC不响应 System.gc() 代码。 -XX:UseThreadPriorities启用本地线程优先级API。即使 java.lang.Thread.setPriority() 生效不启用则无效。 -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB0软引用对象在最后一次被访问后能存活0毫秒JVM默认为1000毫秒。 -XX:TargetSurvivorRatio90允许90%的Survivor区被占用JVM默认为50%。提高对于Survivor区的使用率。
辅助信息参数设置 -XX:-CITime打印消耗在JIT编译的时间。 -XX:ErrorFile./hs_err_pid.log保存错误日志或数据到指定文件中。 -XX:HeapDumpPath./java_pid.hprof指定Dump堆内存时的路径。 -XX:-HeapDumpOnOutOfMemoryError当首次遭遇内存溢出时Dump出此时的堆内存。 -XX:OnError;出现致命ERROR后运行自定义命令。 -XX:OnOutOfMemoryError;当首次遭遇内存溢出时执行自定义命令。 -XX:-PrintClassHistogram按下 CtrlBreak 后打印堆内存中类实例的柱状信息同JDK的 jmap -histo 命令。 -XX:-PrintConcurrentLocks按下 CtrlBreak 后打印线程栈中并发锁的相关信息同JDK的 jstack -l 命令。 -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。 关于参数名称等 标准参数-所有JVM都必须支持这些参数的功能而且向后兼容例如 -client——设置JVM使用Client模式特点是启动速度比较快但运行时性能和内存管理效率不高通常用于客户端应用程序或开发调试在32位环境下直接运行Java程序默认启用该模式。 -server——设置JVM使Server模式特点是启动速度比较慢但运行时性能和内存管理效率很高适用于生产环境。在具有64位能力的JDK环境下默认启用该模式。 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 非稳定参数-XX此类参数各个JVM实现会有所不同将来可能会不被支持需要慎重使用 JVM服务参数调优实战 大型网站服务器案例 承受海量访问的动态Web应用
服务器配置8 CPU, 8G MEM, JDK 1.6.X
参数方案
-server -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn1256m -Xss128k -XX:SurvivorRatio6 -XX:MaxPermSize256m -XX:ParallelGCThreads8 -XX:MaxTenuringThreshold0 -XX:UseConcMarkSweepGC
调优说明
-Xmx 与 -Xms 相同以避免JVM反复重新申请内存。-Xmx 的大小约等于系统内存大小的一半即充分利用系统资源又给予系统安全运行的空间。 -Xmn1256m 设置年轻代大小为1256MB。此值对系统性能影响较大Sun官方推荐配置年轻代大小为整个堆的3/8。 -Xss128k 设置较小的线程栈以支持创建更多的线程支持海量访问并提升系统性能。 -XX:SurvivorRatio6 设置年轻代中Eden区与Survivor区的比值。系统默认是8根据经验设置为6则2个Survivor区与1个Eden区的比值为2:6一个Survivor区占整个年轻代的1/8。 -XX:ParallelGCThreads8 配置并行收集器的线程数即同时8个线程一起进行垃圾回收。此值一般配置为与CPU数目相等。 -XX:MaxTenuringThreshold0 设置垃圾最大年龄在年轻代的存活次数。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率。根据被海量访问的动态Web应用之特点其内存要么被缓存起来以减少直接访问DB要么被快速回收以支持高并发海量请求因此其内存对象在年轻代存活多次意义不大可以直接进入年老代根据实际应用效果在这里设置此值为0。 -XX:UseConcMarkSweepGC 设置年老代为并发收集。CMSConcMarkSweepGC收集的目标是尽量减少应用的暂停时间减少Full GC发生的几率利用和应用程序线程并发的垃圾回收线程来标记清除年老代内存适用于应用中存在比较多的长生命周期对象的情况。 内部集成构建服务器案例 高性能数据处理的工具应用 服务器配置1 CPU, 4G MEM, JDK 1.6.X
参数方案
-server -XX:PermSize196m -XX:MaxPermSize196m -Xmn320m -Xms768m -Xmx1024m
调优说明
-XX:PermSize196m -XX:MaxPermSize196m 根据集成构建的特点大规模的系统编译可能需要加载大量的Java类到内存中所以预先分配好大量的持久代内存是高效和必要的。 -Xmn320m 遵循年轻代大小为整个堆的3/8原则。 -Xms768m -Xmx1024m 根据系统大致能够承受的堆内存大小设置即可。 在64位服务器上运行应用程序构建执行时用 jmap -heap 11540 命令观察JVM堆内存状况如下
Attaching to process ID 11540, please wait... Debugger attached successfully. Server compiler detected. JVM version is 20.12-b01 using thread-local object allocation. Parallel GC with 4 thread(s) Heap Configuration: MinHeapFreeRatio 40 MaxHeapFreeRatio 70 MaxHeapSize 1073741824 (1024.0MB) NewSize 335544320 (320.0MB) MaxNewSize 335544320 (320.0MB) OldSize 5439488 (5.1875MB) NewRatio 2 SurvivorRatio 8 PermSize 205520896 (196.0MB) MaxPermSize 205520896 (196.0MB) Heap Usage: PS Young Generation Eden Space: capacity 255852544 (244.0MB) used 101395504 (96.69828796386719MB) free 154457040 (147.3017120361328MB) 39.63044588683081% used From Space: capacity 34144256 (32.5625MB) used 33993968 (32.41917419433594MB) free 150288 (0.1433258056640625MB) 99.55984397492803% used To Space: capacity 39845888 (38.0MB) used 0 (0.0MB) free 39845888 (38.0MB) 0.0% used PS Old Generation capacity 469762048 (448.0MB) used 44347696 (42.29325866699219MB) free 425414352 (405.7067413330078MB) 9.440459523882184% used PS Perm Generation capacity 205520896 (196.0MB) used 85169496 (81.22396087646484MB) free 120351400 (114.77603912353516MB) 41.440796365543285% used
结果是比较健康的。
