JVM的内存优化

自：http://hi.baidu.com/waltertan/blog/item/a7ef522a00cfff285243c100.html

关于java.lang.OutOfMemoryError:Java Heap Space

当一个Java应用程序在对大批量数据进行操作时，JVM很容易抛出java.lang.outOfMemoryError:Java Heap Space的错误，即堆栈中的内存用光。

 

 

产生OutOfMemoryError的原因

JVM抛出这种错误的原因，一是程序代码本身不够严谨，产生大量的垃圾，甚至因对象使用完没有立即给它的引用赋空值，导致对象在内存堆积而无法释放（在循环语句中特别如此），这中错误是可以避免的；二是JVM分配的内存值相对过少，导致Java程序无法运行。

 

针对原因一，由于jvm产生的垃圾是由我们所写的代码产生的，质量好的代码产生的垃圾少，相反就会产生很多垃圾。由于jvm的最大内存不能无限增大，故增大jvm的最大内存应该是在代码已经达到很优化时才实施的，所以优化程序才是我们最先要做的。

如何优化程序：

第一，避免死循环。仔细检查程序，防止出现死循环，这是比较容易检查的。

第二，可以适当手动回收垃圾，即使调用System.gc()或Runtime.gc()。

第三，应该及时释放种资源：内存, 数据库的各种连接。释放资源的时候不能依赖于java的垃圾自动回收机制，最好也不要用finalize方法，因为无用单元回收不是一个完全可以确定的过程，作为低优先级进程，往往是系统没有内存时才调用垃圾回收进程。

 

针对原因二，应增加JVM的内存大小。JVM运行时候占用一定的内存，其大小是有限定的，如果程序在运行时JVM占用的内存大于某个限度，则会产生内存益处，也就是java.lang.outofmemoryerror。

 

 

 

增加JVM的内存需要设置一些参数

一般来讲，设置JVM的堆栈内存会涉及到下面四个参数：

 

 

 

-XX:PermSize             设置非堆内存初始大小，如-XX:PermSize=56m，默认是物理内存的1/6；

-XX:MaxPermSize       设置最大非堆内存的大小，如-XX:MaxPermSize=128m，默认是物理内存的1/4；

如何设置JVM内存分配？

一、当在命令提示符下启动并使用JVM时：

java -Xms256m -Xmx512m -XX:MaxPermSize=512m

java -Xmx128m -Xms64m -Xmn32m -Xss16m Test（只对当前运行的类Test生效）

 

二、当在集成开发环境下（如eclipse/MyEclipse）启动并使用JVM时有三种方法：

方法1： 在eclipse根目录下打开eclipse.ini，默认内容为（这里设置的是运行当前开发工具的JVM内存分配）：

-vmargs

-vmargs表示以下为虚拟机设置参数，可修改其中的参数值，也可添加-Xmn，-Xss，另外，eclipse.ini内还可以设置非堆内存，如：-XX:PermSize=56m，-XX:MaxPermSize=128m。

此处设置的参数值可以通过以下配置在开发工具的状态栏显示：

在eclipse根目录下创建文件options，文件内容为：org.eclipse.ui/perf/showHeapStatus=true

修改eclipse根目录下的eclipse.ini文件，在开头处添加如下内容：

-debug

重新启动eclipse，就可以看到下方状态条多了JVM信息。

 

方法2：打开eclipse－窗口－首选项－Java－已安装的JRE（对在当前开发环境中运行的java程序皆生效）

编辑当前使用的JRE，在缺省VM参数中输入：-Xmx128m -Xms64m -Xmn32m -Xss16m

 

方法3： 打开eclipse－运行－运行－Java应用程序（只对所设置的java类生效）

选定需设置内存分配的类－自变量，在VM自变量中输入：-Xmx128m -Xms64m -Xmn32m -Xss16m

注：如果在同一开发环境中同时进行了b和c设置，则b设置生效，c设置无效，如：

开发环境的设置为：-Xmx256m，而类Test的设置为：-Xmx128m -Xms64m，则运行Test时生效的设置为：

-Xmx256m -Xms64m

 

三、当在服务器环境下（如Tomcat）启动并使用JVM时（对当前服务器环境下所以Java程序生效）：

方法1：设置环境变量

变量名：CATALINA_OPTS

变量值：-Xmx128m -Xms64m -Xmn32m -Xss16m

方法2：打开Tomcat根目录下的bin文件夹，编辑catalina.bat，将其中的%CATALINA_OPTS%（共有四处）替换为：-Xmx128m -Xms64m -Xmn32m -Xss16m

 

 

查看JVM使用的内存情况

另外，在程序运行的过程中，我们也可以调用以下方法查看JVM使用的内存情况：

 

Runtime.getRuntime().maxMemory(); //最大可用内存，对应-Xmx

Runtime.getRuntime().freeMemory(); //当前JVM空闲内存

Runtime.getRuntime().totalMemory(); //当前JVM占用的内存总数，其值相当于当前JVM已使用的内存及freeMemory()的总和

关于maxMemory()，freeMemory()和totalMemory()：

maxMemory()为JVM的最大可用内存，可通过-Xmx设置，默认值为物理内存的1/4，设值不能高于计算机物理内存；

totalMemory()为当前JVM占用的内存总数，其值相当于当前JVM已使用的内存及freeMemory()的总和，会随着JVM使用内存的增加而增加；

freeMemory()为当前JVM空闲内存，因为JVM只有在需要内存时才占用物理内存使用，所以freeMemory()的值一般情况下都很小，而JVM实际可用内存并不等于 freeMemory()，而应该等于maxMemory()-totalMemory()+freeMemory()。及其设置JVM内存分配。

 

 

关于GC（垃圾回收）

在一些规模稍大的应用中，JVM的内存设置尤为重要，想在项目中取得好的效率，GC（垃圾回收）的设置是第一步。

PermGen space：全称是Permanent Generation space.就是说是永久保存的区域,用于存放Class和Meta信息,Class在被Load的时候被放入该区域Heap space：存放Instance。

GC(Garbage Collection)应该不会对PermGen space进行清理,所以如果你的APP会LOAD很多class的话,就很可能出现PermGen space错误。

 

 

Java Heap分为3个区
1.Young
2.Old
3.Permanent

Young保存刚实例化的对象。当该区被填满时，GC会将对象移到Old区。Permanent区则负责保存反射对象，本文不讨论该区。

JVM的Heap分配可以使用-X参数设定：

-Xms 初始Heap大小
-Xmx   java heap最大值

-Xmn   young generation的heap大小

 

JVM有2个GC线程
第一个线程负责回收Heap的Young区
第二个线程在Heap不足时，遍历Heap，将Young 区升级为Older区

Older区的大小等于-Xmx减去-Xmn，不能将-Xms的值设的过大，因为第二个线程被迫运行会降低JVM的性能。
为什么一些程序频繁发生GC？

有如下原因：
1.程序内调用了System.gc()或Runtime.gc()。
2.一些中间件软件调用自己的GC方法，此时需要设置参数禁止这些GC。
3.Java的Heap太小，一般默认的Heap值都很小。
4.频繁实例化对象，Release对象 此时尽量保存并重用对象，例如使用StringBuffer()和String()。

如果你发现每次GC后，Heap的剩余空间会是总空间的50%，这表示你的Heap处于健康状态,许多Server端的Java程序每次GC后最好能有65%的剩余空间

 

JVM调优的经验之谈：

1．Server端JVM最好将-Xms和-Xmx设为相同值。为了优化GC，最好让-Xmn值约等于-Xmx的1/3。
2．一个GUI程序最好是每10到20秒间运行一次GC，每次在半秒之内完成。

注意：

1．增加Heap的大小虽然会降低GC的频率，但也增加了每次GC的时间。并且GC运行时，所有的用户线程将暂停，也就是GC期间，Java应用程序不做任何工作。
2．Heap大小并不决定进程的内存使用量。进程的内存使用量要大于-Xmx定义的值，因为Java为其他任务分配内存，例如每个线程的Stack等。

Stack的设定
每个线程都有他自己的Stack。

-Xss
每个线程的Stack大小

Stack的大小限制着线程的数量。如果Stack过大就好导致内存溢漏。-Xss参数决定Stack大小，例如-Xss1024K。如果Stack太小，也会导致Stack溢漏。

 

硬件环境

硬件环境也影响GC的效率，例如机器的种类，内存，swap空间，和CPU的数量。
如果你的程序需要频繁创建很多transient对象，会导致JVM频繁GC。这种情况你可以增加机器的内存，来减少Swap空间的使用。

 

4种GC

1、第一种为单线程GC，也是默认的GC，该GC适用于单CPU机器。
2、第二种为Throughput GC，是多线程的GC，适用于多CPU，使用大量线程的程序。第二种GC与第一种GC相似，不同在于GC在收集Young区是多线程的，但在Old区和第一种一样，仍然采用单线程。-XX:+UseParallelGC参数启动该GC。
3、第三种为Concurrent Low Pause GC，类似于第一种，适用于多CPU，并要求缩短因GC造成程序停滞的时间。这种GC可以在Old区的回收同时，运行应用程序。-XX:+UseConcMarkSweepGC参数启动该GC。
4、第四种为Incremental Low Pause GC，适用于要求缩短因GC造成程序停滞的时间。这种GC可以在Young区回收的同时，回收一部分Old区对象。-Xincgc参数启动该GC。

 

 

设置服务器JVM内存

Tomcat启动JVM内存设置：

一、Linux

在/usr/local/apache-tomcat-5.5.23/bin目录下的catalina.sh添加：JAVA_OPTS='-Xms512m -Xmx1024m'要加“m”说明是MB，否则就是KB了，在启动tomcat时会报内存不足。
-Xms：初始值
-Xmx：最大值
-Xmn：最小值

二、Windows

在catalina.bat最前面加入set JAVA_OPTS=-Xms128m -Xmx350m。如果用startup.bat启动tomcat，OK设置生效，能够成功的分配200M内存。但是如果不是执行startup.bat启动tomcat而是利用windows的系统服务启动tomcat服务，上面的设置就不生效了，就是说set JAVA_OPTS=-Xms128m -Xmx350m没起作用，上面分配200M内存就OutOfMemory了。windows服务执行的是bin\tomcat.exe.他读取注册表中的值，而不是 catalina.bat的设置。

解决办法:

修改注册表HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Apache Software Foundation\Tomcat Service Manager\Tomcat5\Parameters\JavaOptions

原值为

-Dcatalina.home="C:\ApacheGroup\Tomcat 5.0"
-Djava.endorsed.dirs="C:\ApacheGroup\Tomcat 5.0\common\endorsed"
-Xrs加入 -Xms300m -Xmx350m

重起tomcat服务，设置生效。

 

 

JBoss启动JVM内存设置

默认可以使用的内存为64MB
$JBOSSDIR$/bin/run.config
JAVA_OPTS = "-server -Xms128 -Xmx512"

 

Eclipse启动JVM内存设置

在所在目录下，键入
eclipse.exe -vmargs -Xms256m -Xmx512m
256m表示JVM堆内存最小值
512m表示JVM堆内存最大值

 

Websphere启动JVM内存设置

进入控制台去设置：应用程序服务器 > server1 > 进程定义 > Java 虚拟机

 

参考资料：

WebLogic启动JVM内存设置

在weblogic中，可以在startweblogic.cmd中对每个domain虚拟内存的大小进行设置，默认的设置是在commEnv.cmd里面。

http://blog.csdn.net/cool_rain_man/archive/2010/10/12/5935426.aspx

http://www.verybc.com/a/hulianwang/2009/1124/8839.html

http://cache.baidu.com/c?m=9d78d513d99b12eb0bfa940f5051913b4d0bd73c61979b423f94ce0887231b1f483ca5fd65351177ced82c395cfa5e5c9df33273200357e6c697950b87e0d77f74df78672b42914710d019abd6167b9c758d1baffc5fbcebed3191a9d2d7dd5f53c851007983f08e510612c96ef01634fe&p=b47e8316d9c533ec08e292755355&user=baidu

 

-Xmx    设置Java Heap最大值，如-Xmx128m，默认值为物理内存的1/4，最佳设值应该视物理内存大小及计算机内其他内存开销而定；

-Xms    设置Java Heap初始值，如-Xms64m，Server端JVM最好将-Xms和-Xmx设为相同值，开发测试机JVM可以保留默认值；

-Xmn    设置Java Heap Young区大小，如-Xmn32m，不熟悉最好保留默认值；

-Xss     设置每个线程的Stack大小，如-Xss16m，不熟悉最好保留默认值；

还有两个参数是跟非堆栈内存有关的：