深入理解Java虚拟机-常用vm参数分析
Java虚拟机深入理解系列全部文章更新中...
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话不多说，今天就分析一下一些常用的Java虚拟机的参数设置，以及如何更好的使用！
1 JVM参数简介
首先想说的是其实这些参数我们并不是陌生的，在平时的开发和使用中经常都会遇到，只是在平时缺少一个比较系统的总结，所以，对这些参数感觉是很陌生的，所以，通过这篇文章的总结，我相信你一定都会对这些参数熟稔于心，做做心中有数。
在Java虚拟机的参数中，其实可以把这些参数分为三类，当然，这是针对JDK1.6来说的，如果对于JDK1.8，那么就不是这么分类的了，但是，由于这两个版本很多常用的参数的差别是不大的，所以这篇文章就先介绍JDK1.6的VM参数。
主要可以分为以下三类：
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。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Stable参数（-XX），此类参数各个JVM实现会有所不同，将来可能会随时取消，需要慎重使用。
虽然是这么分类的，实际上呢，非标准参数和非稳定的参数实际的使用中还是用的非常的多的，在后面的文章的介绍中你就会发现。
2 标准参数
这一类参数可以说是我们刚刚开始Java是就用的非常多的参数了，比如java -version、java -jar等等，我们在CMD中输入java -help就可以获得Java当前版本的所有标准参数了。
如上图就是JDK1.8的所有标准参数了，下面我们将介绍一些我们会用的比较多的参数。
- -client
以client模式启动JVM，这种方式启动速度快，但运行时性能和内存管理效率不高，适合客户端程序或者开发调试。
- -server
以server模式启动JVM，与client情况恰好相反。适合生产环境，适用于服务器。64位的JVM自动以server模式启动。
- -classpath或者-cp
通知JVM类搜索路径。如果指定了-classpath，则JVM就忽略CLASSPATH中指定的路径。各路径之间以分号隔开。如果-classpath和CLASSPATH都没有指定，则JVM从当前路径寻找class。
JVM搜索路径的顺序：
1.先搜索JVM自带的jar或zip包。
Bootstrap，搜索路径可以用System.getProperty("sun.boot.class.path")获得；
2.搜索JRE_HOME/lib/ext下的jar包。
Extension，搜索路径可以用System.getProperty("java.ext.dirs")获得；
3.搜索用户自定义目录，顺序为：当前目录（.），CLASSPATH，-cp。
搜索路径用System.getProperty("java.class.path")获得。
System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path"));
System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"));
System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
如上就是我电脑的JVM的路径。
- -DpropertyName=value
定义系统的全局属性值，如配置文件地址等，如果value有空格，则需要使用双引号。
另外用System.getProperty("hello")可以获得这些定义的属性值，在代码中也可以用System.setProperty("hello","world")的形式来定义属性。
如键值对设置为hello=world。
System.out.println(System.getProperty("hello"));
运行结果就是：
- -verbose
查询GC问题最常用的命令之一，参数如下：
-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。
另外，控制台输出GC信息还可以使用如下命令：
在JVM的启动参数中加入-XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime，按照参数的顺序分别输出GC的简要信息，GC的详细信息、GC的时间信息及GC造成的应用暂停的时间。
3 非标准参数
非标注的参数主要是关于Java内存区域的设置参数，所以在看这些参数之前，应该先查看Java内存区域的基础知识，可以查看这篇文章：深入理解Java虚拟机-Java内存区域透彻分析。
非标准参数实在标准参数的基础上的一些扩充参数，可以输入java -X，获得当前JVM支持的非标准参数。
从图片中可以看出来，这些非标准的参数其实不多的，下面我们再 讲解一些比较常用的参数。
- -Xmn
新生代内存大小的最大值，包括E区和两个S区的总和。设置方法：-Xmn512m、-Xmn2g。
- -Xms
初始堆的大小，也是堆大小的最小值，默认值是总共的物理内存/64（且小于1G）。默认情况下，当堆中可用内存小于40%，堆内存会开始增加，一直增加到-Xmx的大小。
- -Xmx
堆的最大值，默认值是总共的物理内存/64（且小于1G），默认情况下，当堆中可用内存大于70%，堆内存会开始减少，一直减小到-Xms的大小。
因此，为了避免这种浮动，所以在设置-Xms和-Xmx参数时，一般会设置成一样的，能够提高性能。
另外，官方默认的配置为年老代大小:年轻代大小=2:1左右，使用-XX:NewRatio可以设置年老代和年轻代之比，例如，-XX:NewRatio=4，表示年老代:年轻代=4:1
参数实例
设置-Xms、-Xmn和-Xmx参数分别为-Xms512m -Xmx512m -Xmn128m。同时设置新生代和老生代之比为1:4，E:S0:S1=8:1:1。
**
* @ClassName MethodTest
* @Description vm参数设置：-Xms512m -Xmx512m -Xmn128m -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=8
* @Author 欧阳思海
* @Date 2019/11/25 20:06
* @Version 1.0
**/
public class MethodTest {
public static void main(String[] args) {
List<String> list = new ArrayList<String>();
long i = 0;
while (i < 1000000000) {
System.out.println(i);
list.add(String.valueOf(i++).intern());
}
}
}
运行之后，用VisualVM查看相关信息是否正确。
当我们没有设置-XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=8时，使用官方默认的情况如下：
上图可以看出，新生代（Eden Space + Survivor 0 + Survivor 1）:老年代（Old Gen）≈ 1:2。
当我们设置了-XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=8时，情况如下：
变成了新生代（Eden Space + Survivor 0 + Survivor 1）:老年代（Old Gen）≈ 1:4，Eden Space:Survivor 0: Survivor 1 = 8:1:1。
从上图可知，堆的信息是正确的。
- -Xss
设置每个线程的栈内存，默认1M，一般来说是不需要改的。
- -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。
- -Xnoclassgc
禁用类垃圾收集,关闭针对class的gc功能；因为其阻止内存回收，所以可能会导致OutOfMemoryError错误，慎用。
- -Xincgc
开启增量gc（默认为关闭）；这有助于减少长时间GC时应用程序出现的停顿；但由于可能和应用程序并发执行，所以会降低CPU对应用的处理能力。
- -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。
- -Xint
在解释模式(interpreted mode)下，-Xint标记会强制JVM执行所有的字节码，这会降低运行速度，通常低10倍或更多。
- -Xcomp
-Xcomp参数与它（-Xint）正好相反，JVM在第一次使用时会把所有的字节码编译成本地代码，从而带来最大程度的优化。
然而，很多应用在使用-Xcomp也会有一些性能损失，当然这比使用-Xint损失的少，原因是-xcomp没有让JVM启用JIT编译器的全部功能。JIT编译器可以对是否需要编译做判断，如果所有代码都进行编译的话，对于一些只执行一次的代码就没有意义了。
- -Xmixed
-Xmixed是混合模式，这是JVM默认的模式，也是推荐使用的模式。将解释模式与编译模式进行混合使用，由JVM自己决定。
4 非Stable参数
这类参数你一看官网以为不能使用呢，官网给你的建议就是这些参数不稳定，慎用，其实这主要的原因还是因为每个公司的实现都是不一样的，所以就是导致不稳定。但是呢，在实际的使用中却是非常的多的，而且这部分的参数很重要。
这些参数大致可以分为三类：
- 性能参数（Performance Options）：用于JVM的性能调优和内存分配控制，如初始化内存大小的设置；
- 行为参数（Behavioral Options）：用于改变JVM的基础行为，如GC的方式和算法的选择；
- 调试参数（Debugging Options）：用于监控、打印、输出等jvm参数，用于显示jvm更加详细的信息；
下面还是先罗列一些比较常用的参数，其实，这些文章很多了，这里主要还是做一个总结，以后自己看文章的时候比较方便，如果有同行看到了文章，你可以参考参考，还是很有帮助的。
另外，选取其中的一些参数做一些例子来解释，这样也能够更加的形象。
注意：以下参数都是JDK1.7及以下可以使用。
- 性能参数
| 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:MinHeapFreeRatio=40 | GC后java堆中空闲量占的最小比例 |
| -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: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 |
- 行为参数
| 参数及其默认值 | 描述 |
|---|---|
| -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:-UseParNewGC | 打开此开关，使用ParNew+Serial Old收集器 |
| -XX:-UseConcMarkSweepGC | 使用ParNew+CMS+Serial Old收集器对老生代采用并发标记交换算法进行GC |
| -XX:-UseParallelGC | 启用并行GC，使用ParallelScavenge+Serial Old收集器 |
| -XX:-UseParallelOldGC | 对Full GC启用并行，当-XX:-UseParallelGC启用时该项自动启用，ParallelScavenge+Parallel Old收集器 |
| -XX:-UseSerialGC | 启用串行GC |
| -XX:+UseG1GC | 使用垃圾优先（G1）收集器 |
| -XX:SurvivorRatio=n | Eden区域与Survivor区域大小之比。预设值为8 |
| -XX:PretenureSizeThreshold=n | 直接晋升到老年代的对象大小，设置这个参数之后，大于这个参数的对象直接进入到老年代分配 |
| -XX:MaxTenuringThreshold=n | 晋升到老年代的对象年龄，每个对象在坚持过一次Minor GC之后，年龄加1，当超过这个值之后就进入老年代。预设值为15 |
| -XX:+UseAdaptiveSizePolicy | 动态调整Java堆中各个区域的大小以及进入老年代的年龄 |
| -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) |
| -XX:+UseThreadPriorities | 启用本地线程优先级 |
| -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 |
前面6个参数都是关于垃圾收集器的行为参数，也是经常会用到的参数。
- 调试参数
| 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<pid>.log | 保存错误日志或者数据到文件中 |
| -XX:HeapDumpPath=./java_pid<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="<cmd args>;<cmd args>" | 出现致命ERROR之后运行自定义命令 |
| -XX:OnOutOfMemoryError="<cmd args>;<cmd args>" | 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 |
5 JDK8的VM参数
由于考虑到现在JDK8用的非常的广泛，所以，接下来总结一些JDK8会使用到的参数。
查看这篇JDK8的参数文章你会发现，标准参数和非标准参数JDK8的差别并不是很大，如果有其他的参数需要使用，可以查看上面这篇文章。
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