JVM 不稳定参数

        -XX 参数被称为不稳定参数，之所以这么叫是因为此类参数的设置很容易引起JVM 性能上的差异，使JVM 存在极大的不稳定性。当然这是在非合理设置的前提下，如果此类参数设置合理讲大大提高JVM 的性能及稳定性。
        可以说“不稳定参数”是一柄双刃剑，用的好攻无不克，用的差讲带来麻烦。如何合理利用不稳定参数一直是一个不断实践不断改善的过程，无法用统一的标准去衡量。一切都需要在系统的不断运行，问题不断出现，参数不断修改，重新不断运行的循环过程中完善。也就是说没有最好的配置标准，只有适合当前系统的标准。这是一个循序渐进的过程。但有一些前人总结过得经验教训可供我们来参考，并去寻找适合自己的那些配置。
        本节着重展示常用的-XX 类型参数列表及作用，不稳定参数的优化会在JVM 优化部分详细讲解。

 

        不稳定参数语法规则：
        1.布尔类型参数值
        -XX:+<option> '+'表示启用该选项
        -XX:-<option> '-'表示关闭该选项
        2.数字类型参数值：
        -XX:<option>=<number> 给选项设置一个数字类型值，可跟随单位，例如：'m'或'M'表示兆字节;'k'或'K'千字节;'g'或'G'千兆字节。32K与32768是相同大小的。
        3.字符串类型参数值：
        -XX:<option>=<string> 给选项设置一个字符串类型值，通常用于指定一个文件、路径或一系列命令列表。例如：-XX:HeapDumpPath=./dump.core

        下面就是不同类型的参数值及意义。

 

        行为选项：

选项	默认值	描述
-XX:-AllowUserSignalHandlers	限于Linux和Solaris 默认关闭	允许为java进程安装信号处理器。
-XX:AltStackSize=16384	仅适用于Solaris 从5.0中删除	备用信号堆栈大小（以字节为单位）
-XX:-DisableExplicitGC	默认关闭	禁止在运行期显式地调用 System.gc()。   开启该选项后，GC的触发时机将由Garbage Collector全权掌控。 注意：你熟悉的代码里没调用System.gc()，不代表你依赖的框架工具没在使用。 例如RMI就在多数用户毫不知情的情况下，显示地调用GC来防止自身OOM。 请仔细权衡禁用带来的影响。
-XX:+FailOverToOldVerifier	Java6新引入选项 默认启用	如果新的Class校验器检查失败，则使用老的校验器。   为什么会失败？ 因为JDK6最高向下兼容到JDK1.2，而JDK1.2的class info 与JDK6的info存在较大的差异，所以新校验器可能会出现校验失败的情况。 关联选项： -XX:+UseSplitVerifier
-XX:+HandlePromotionFailure	Java1.5以前默认关闭 Java1.6后默认启用	关闭新生代收集担保。 什么是新生代收集担保？ 在一次理想化的minor gc中，Eden和First Survivor中的活跃对象会被复制到Second Survivor。 然而，Second Survivor不一定能容纳下所有从E和F区copy过来的活跃对象。 为了确保minor gc能够顺利完成，GC需要在年老代中额外保留一块足以容纳所有活跃对象的内存空间。 这个预留操作，就被称之为新生代收集担保（New Generation Guarantee）。如果预留操作无法完成时，仍会触发major gc(full gc)。 为什么要关闭新生代收集担保？ 因为在年老代中预留的空间大小，是无法精确计算的。 为了确保极端情况的发生，GC参考了最坏情况下的新生代内存占用，即Eden+First Survivor。 这种策略无疑是在浪费年老代内存，从时序角度看，还会提前触发Full GC。 为了避免如上情况的发生，JVM允许开发者手动关闭新生代收集担保。   在开启本选项后，minor gc将不再提供新生代收集担保，而是在出现survior或年老代不够用时，抛出promotion failed异常。
-XX:+MaxFDLimit	限于Solaris 默认启用	设置java进程可用文件描述符为操作系统允许的最大值。
-XX:PreBlockSpin=10	默认值：10	控制多线程自旋锁优化的自旋次数。(什么是自旋锁优化？见 -XX:+UseSpinning 处的描述) 前置选项： -XX:+UseSpinning
-XX:-RelaxAccessControlCheck	默认关闭 Java1.6引入	在Class校验器中，放松对访问控制的检查。   作用与reflection里的setAccessible类似。
-XX:+ScavengeBeforeFullGC	默认启用	在Full GC前触发一次Minor GC
-XX:+UseAltSigs	限于Solaris 默认启用	为了防止与其他发送信号的应用程序冲突，允许使用候补信号替代 SIGUSR1和SIGUSR2。
-XX:+UseBoundThreads	限于Solaris 默认启用	绑定所有的用户线程到内核线程。 减少线程进入饥饿状态（得不到任何cpu time）的次数。
-XX:-UseConcMarkSweepGC	默认关闭 Java1.4引入	启用CMS低停顿垃圾收集器。
-XX:+UseGCOverheadLimit	默认启用 Java1.6引入	限制GC的运行时间。如果GC耗时过长，就抛OutOfMemoryError。
-XX:+UseLWPSynchronization	限于solaris 默认启用 Java1.4引入	使用轻量级进程（内核线程）替换线程同步。
-XX:-UseParallelGC	-server时启用 其他情况下：默认关闭 Java1.4引入	为新生代使用并行清除，年老代使用单线程Mark-Sweep-Compact的垃圾收集器。
-XX:-UseParallelOldGC	默认关闭 Java1.5引入	为老年代和新生代都使用并行清除的垃圾收集器。开启此选项将自动开启-XX:+UseParallelGC 选项
-XX:-UseSerialGC	-client时启用 默认关闭 Java1.5引入	使用串行垃圾收集器。
-XX:-UseSpinning	Java1.4.2和1.5需要手动启用, Java1.6默认已启用	启用多线程自旋锁优化。 自旋锁优化原理 大家知道，Java的多线程安全是基于Lock机制实现的，而Lock的性能往往不如人意。 原因是，monitorenter与monitorexit这两个控制多线程同步的bytecode原语，是JVM依赖操作系统互斥(mutex)来实现的。 互斥是一种会导致线程挂起，并在较短的时间内又必须重新调度回原线程的，较为消耗资源的操作。 为了避免进入OS互斥，Java6的开发者们提出了自旋锁优化。   自旋锁优化的原理是在线程进入OS互斥前，通过CAS自旋一定的次数来检测锁的释放。 如果在自旋次数未达到预设值前锁已被释放，则当前线程会立即持有该锁。   关联选项： -XX:PreBlockSpin=10
-XX:+UseTLAB	Java1.4.2以前和使用-client选项时：默认关闭 其余版本默认启用	启用线程本地缓存区(Thread Local)
-XX:+UseSplitVerifier	Java1.5默认关闭 Java1.6默认启用	使用新的Class类型校验器 。 新Class类型校验器，将老的校验步骤拆分成了两步： 1.类型推断。 2.类型校验。 新类型校验器通过在javac编译时嵌入类型信息到bytecode中，省略了类型推断这一步，从而提升了classloader的性能。 关联选项： -XX:+FailOverToOldVerifier
-XX:+UseThreadPriorities	默认启用	使用本地线程的优先级。
-XX:+UseVMInterruptibleIO	限于solaris 默认启用 Java1.6引入	在solaris中，允许运行时中断线程。

 

 

        第一垃圾收集器 (G1) 垃圾收集选项：

 

选项	默认值	描述
-XX:+UseG1GC	默认关闭	使用G1垃圾处理器
-XX:MaxGCPauseMillis=n	默认值：4294967295	设置并行收集最大暂停时间，这是一个理想目标，JVM将尽最大努力来实现它。
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=n	默认值：45	启动一个并发垃圾收集周期所需要达到的整堆占用比例。这个比例是指整个堆的占用比例而不是某一个代（例如G1）,如果这个值是0则代表‘持续做GC’。默认值是45
-XX:NewRatio=n	默认值：2	设置年轻代和年老代的比值。例如:值为3，则表示年轻代与年老代比值为1：3，年轻代占整个年轻代年老代和的1/4。
-XX:SurvivorRatio=n	默认值：8	年轻代中Eden区与两个Survivor区的比值。注意Survivor区有两个。如：3，表示Eden：Survivor=3：2，一个Survivor区占整个年轻代的1/5
-XX:MaxTenuringThreshold=n	默认值：15	设置垃圾最大存活阀值。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论。
-XX:ParallelGCThreads=n	默认值：随JVM运行平台不同而异	配置并行收集器的线程数，即：同时多少个线程一起进行垃圾回收。此值最好配置与处理器数目相等。
-XX:ConcGCThreads=n	默认值：随JVM运行平台不同而异	Number of threads concurrent garbage collectors will use. The default value varies with the platform on which the JVM is running.
-XX:G1ReservePercent=n	默认值：10	设置保留用来做假天花板以减少晋升（新生代对象晋升到老生代）失败可能性的堆数目。
-XX:G1HeapRegionSize=n	默认值根据堆大小而定	使用G1垃圾回收器，java堆被划分成统一大小的区块。这个选项设置每个区块的大小。最小值是1Mb，最大值是32Mb。

 

 

 

        性能选项：

 

选项	默认值	描述
-XX:+AggressiveOpts	Java1.5 引入 默认关闭 Java1.6后默认开启	开启编译器性能优化。
-XX:CompileThreshold=10000	默认值：1000	通过JIT编译器，将方法编译成机器码的触发阀值，可以理解为调用方法的次数，例如调1000次，将方法编译为机器码。 [-client: 1,500]
-XX:LargePageSizeInBytes=4m	默认值：4m amd64位：2m	设置堆内存的内存最大值。
-XX:MaxHeapFreeRatio=70	默认值：70	GC后，如果发现空闲堆内存占到整个预估上限值的70%，则收缩预估上限值。   什么是预估上限值？ JVM在启动时，会申请最大值（-Xmx指定的数值）的地址空间，但其中绝大部分空间不会被立即分配(virtual)。 它们会一直保留着，直到运行过程中，JVM发现实际占用接近已分配上限值时，才从virtual里再分配掉一部分内存。 这里提到的已分配上限值，也可以叫做预估上限值。 引入预估上限值的好处是，可以有效地控制堆的大小。堆越小，GC效率越高嘛。 注意：预估上限值的大小一定小于或等于最大值。
-XX:MaxNewSize=size	1.3.1 Sparc： 32m 1.3.1 x86： 2.5m	新生代占整个堆内存的最大值。从Java1.4开始, MaxNewSize成为 NewRatio的一个函数
-XX:MaxPermSize=64m	Java1.5以后:：64 bit VMs会增大预设值的30% 1.4 amd64:：96m 1.3.1 -client: 32m 其他默认 64m	Perm（俗称方法区）占整个堆内存的最大值。
-XX:MinHeapFreeRatio=40	默认值：40	GC后，如果发现空闲堆内存占到整个预估上限值的40%，则增大上限值。 (什么是预估上限值？见 -XX:MaxHeapFreeRatio 处的描述)   关联选项： -XX:MaxHeapFreeRatio=70
-XX:NewRatio=2	Sparc -client: 8 x86 -server: 8 x86 -client: 12 -client: 4 (1.3) 8 (1.3.1+) x86: 12 其他:2	新生代和年老代的堆内存占用比例。 例如2例如2表示新生代占年老代的1/2，占整个堆内存的1/3。
-XX:NewSize=2m	5.0以后: 64 bit Vms 会增大预设值的30% x86: 1m x86, 5.0以后: 640k 其他:2.125m	新生代预估上限的默认值。
-XX:ReservedCodeCacheSize=32m	Solaris 64-bit, amd64, -server x86: 48m 1.5.0_06之前, Solaris 64-bit amd64: 1024m 其他：32m	设置代码缓存的最大值，编译时用。
-XX:SurvivorRatio=8	Solaris amd64: 6 Sparc in 1.3.1: 25 Solaris platforms 5.0以前: 32 其他：8	Eden与Survivor的占用比例。例如8表示，一个survivor区占用 1/8 的Eden内存，即1/10的新生代内存，为什么不是1/9？ 因为我们的新生代有2个survivor，即S1和S22。所以survivor总共是占用新生代内存的 2/10，Eden与新生代的占比则为 8/10。
-XX:TargetSurvivorRatio=50	默认值：50	实际使用的survivor空间大小占比。默认是47%，最高90%。
-XX:ThreadStackSize=512	Sparc: 512 Solaris x86: 320 (5.0以前 256) Sparc 64 bit: 1024 Linux amd64: 1024 (5.0 以前 0) 其他：512.	线程堆栈大小。
-XX:+UseBiasedLocking	Java1.5 update 6后引入 默认关闭。 Java1.6默认启用。	启用偏向锁。实例详解
-XX:+UseFastAccessorMethods	默认启用	优化原始类型的getter方法性能。
-XX:-UseISM	默认启用	启用solaris的ISM。 Intimate Shared Memory.
-XX:+UseLargePages	Java1.5 update 5后引入 默认关闭 Java1.6默认启用。	启用大内存分页。 调整内存页的方法和性能提升原理，详见Java Support for Large Memory Pages 关联选项： -XX:LargePageSizeInBytes=4m
-XX:+UseMPSS	Java1.4.1 之前默认关闭 其他版本默认启用	启用solaris的MPSS，不能与ISM同时使用。
-XX:+UseStringCache	默认开启	缓存常用字符串。
-XX:AllocatePrefetchLines=1	默认值：1	在使用JIT生成的预读取指令分配对象后读取的缓存行数。如果上次分配的对象是一个实例则默认值是1，如果是一个数组则是3
-XX:AllocatePrefetchStyle=1	默认值：1	预读取指令的生成代码风格 0- 无预读取指令生成 1-在每次分配后执行预读取命令 2-当预读取指令执行后使用TLAB()分配水印指针来找回入口
-XX:+UseCompressedStrings	Java1.6 update 21引入	其中，对于不需要16位字符的字符串，可以使用byte[] 而非char[]。对于许多应用，这可以节省内存，但速度较慢（5％-10％）
-XX:+OptimizeStringConcat	Java1.6 update 20引入	在可能的情况下优化字符串连接操作。

 

 

 

        调试选项：

 

选项	默认值	描述
-XX:-CITime	默认启用	打印JIT编译器编译耗时。
-XX:ErrorFile=./hs_err_pid<pid>.log	Java1.6引入	如果JVM crashed，将错误日志输出到指定文件路径。
-XX:-ExtendedDTraceProbes	Java6引入，限于solaris，默认关闭	启用dtrace诊断
-XX:HeapDumpPath=./java_pid<pid>.hprof	默认是java进程启动位置	堆内存快照的存储文件路径。   什么是堆内存快照？ 当java进程因OOM或crash被OS强制终止后，会生成一个hprof（Heap PROFling）格式的堆内存快照文件。该文件用于线下调试，诊断，查找问题。 文件名一般为 java_<pid>_<date>_<time>_heapDump.hprof 解析快照文件，可以使用 jhat, eclipse MAT，gdb等工具。
-XX:-HeapDumpOnOutOfMemoryError	默认关闭	在java.lang.OutOfMemoryError 异常出现时，输出一个dump.core文件，记录当时的堆内存快照（见 -XX:HeapDumpPath 的描述）。
-XX:OnError="<cmd args>;<cmd args>"	Java1.4引入	当java每抛出一个ERROR时，运行指定命令行指令集。指令集是与OS环境相关的，在Linux下多数是.sh脚本，windows下是.bat批处理。
-XX:OnOutOfMemoryError="<cmd args>; <cmd args>"	Java1.4.2 update 12和Java6时引入	当第一次发生java.lang.OutOfMemoryError 时，运行指定命令行指令集。指令集是与OS环境相关的，在linux下多数是.sh脚本，windows下是.bat批处理。
-XX:-PrintClassHistogram	默认关闭	在Windows下, 按ctrl-break或Linux下是执行kill -3（发送SIGQUIT信号）时，打印class柱状图。 jmap -histo pid也实现了相同的功能。
-XX:-PrintConcurrentLocks	默认关闭	在thread dump的同时，打印java.util.concurrent的锁状态。 jstack -l pid 也同样实现了同样的功能。
-XX:-PrintCommandLineFlags	Java1.5 引入，默认关闭	Java启动时，往stdout打印当前启用的非稳态jvm options。 例如： -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:+DoEscapeAnalysis
-XX:-PrintCompilation	默认关闭	往stdout打印方法被JIT编译时的信息。
-XX:-PrintGC	默认关闭	开启GC日志打印。 显示结果例如： [Full GC 131115K->7482K(1015808K), 0.1633180 secs] 该选项可通过 com.sun.management.HotSpotDiagnosticMXBean API 和 jconsole 动态启用。
-XX:-PrintGCDetails	Java1.4引入，默认关闭	打印GC回收的详细信息。 显示结果例如： [Full GC (System) [Tenured: 0K->2394K(466048K), 0.0624140 secs] 30822K->2394K(518464K), [Perm : 10443K->10443K(16384K)], 0.0625410 secs] [Times: user=0.05 sys=0.01, real=0.06 secs] 该选项可通过 com.sun.management.HotSpotDiagnosticMXBean API 和 jconsole 动态启用。
-XX:-PrintGCTimeStamps	默认关闭	打印GC停顿耗时。 显示结果例如： 2.744: [Full GC (System) 2.744: [Tenured: 0K->2441K(466048K), 0.0598400 secs] 31754K->2441K(518464K), [Perm : 10717K->10717K(16384K)], 0.0599570 secs] [Times: user=0.06 sys=0.00, real=0.06 secs] 该选项可通过 com.sun.management.HotSpotDiagnosticMXBean API 和 jconsole 动态启用。
-XX:-PrintTenuringDistribution	默认关闭	打印对象的存活期限信息。 显示结果例如： [GC Desired survivor size 4653056 bytes, new threshold 32 (max 32) - age 1: 2330640 bytes, 2330640 total - age 2: 9520 bytes, 2340160 total 204009K->21850K(515200K), 0.1563482 secs] Age1,2表示在第1和2次GC后存活的对象大小。
-XX:-TraceClassLoading	默认关闭	打印class装载信息到stdout。记Loaded状态。 例如： [Loaded java.lang.Object from /opt/taobao/install/jdk1.6.0_07/jre/lib/rt.jar]
-XX:-TraceClassLoadingPreorder	1.4.2引入，默认关闭	按class的引用/依赖顺序打印类装载信息到stdout。不同于 TraceClassLoading，本选项只记 Loading状态。 例如： [Loading java.lang.Object from /home/confsrv/jdk1.6.0_14/jre/lib/rt.jar]
-XX:-TraceClassResolution	1.4.2引入，默认关闭	打印所有静态类，常量的代码引用位置。用于debug。 例如： RESOLVE java.util.HashMap java.util.HashMap$Entry HashMap.java:209 说明HashMap类的209行引用了静态类 java.util.HashMap$Entry
-XX:-TraceClassUnloading	默认关闭	打印class的卸载信息到stdout。记Unloaded状态。
-XX:-TraceLoaderConstraints	Java1.6 引入，默认关闭	打印class的装载策略变化信息到stdout。 例如： [Adding new constraint for name: java/lang/String, loader[0]: sun/misc/Launcher$ExtClassLoader, loader[1]: ] [Setting class object in existing constraint for name: [Ljava/lang/Object; and loader sun/misc/Launcher$ExtClassLoader ] [Updating constraint for name org/xml/sax/InputSource, loader , by setting class object ] [Extending constraint for name java/lang/Object by adding loader[15]: sun/reflect/DelegatingClassLoader ] 装载策略变化是实现classloader隔离/名称空间一致性的关键技术。
-XX:+PerfSaveDataToFile	默认启用	当java进程因java.lang.OutOfMemoryError 异常或crashed 被强制终止后，生成一个堆快照文件。
-XX:ParallelGCThreads=n	默认值：随JVM运行平台不同而异	配置并行收集器的线程数，即：同时多少个线程一起进行垃圾回收。此值最好配置与处理器数目相等。
-XX:+UseCompressedOops	32位默认关闭，64位默认启动	使用compressed pointers。这个参数默认在64bit的环境下默认启动，但是如果JVM的内存达到32G后，这个参数就会默认为不启动，因为32G内存后，压缩就没有多大必要了，要管理那么大的内存指针也需要很大的宽度了
-XX:+AlwaysPreTouch	默认关闭	在JVM 初始化时预先对Java堆进行摸底。
-XX:AllocatePrefetchDistance=n	默认值取决于当前JVM 设置	为对象分配设置预取距离。
-XX:InlineSmallCode=n	默认值取决于当前JVM 设置	当编译的代码小于指定的值时,内联编译的代码。
-XX:MaxInlineSize=35	默认值：35	内联方法的最大字节数。
-XX:FreqInlineSize=n	默认值取决于当前JVM 设置	内联频繁执行的方法的最大字节码大小。
-XX:LoopUnrollLimit=n	默认值取决于当前JVM 设置	代表节点数目小于给定值时打开循环体。
-XX:InitialTenuringThreshold=7	默认值：7	设置初始的对象在新生代中最大存活次数。
-XX:MaxTenuringThreshold=n	默认值：15，最大值：15	设置对象在新生代中最大的存活次数，最大值15，并行回收机制默认为15，CMS默认为4。
-Xloggc:<filename>	默认关闭	输出GC 详细日志信息至指定文件。
-XX:-UseGCLogFileRotation	默认关闭	开启GC 日志文件切分功能，前置选项 -Xloggc
-XX:NumberOfGClogFiles=1	必须>=1，默认值：1	设置切分GC 日志文件数量，文件命名格式：.0, .1, ..., .n-1
-XX:GCLogFileSize=8K	必须>=8K，默认值：8K	GC日志文件切分大小。

 

        下一节内容将讨论如果优化及合理配置这些JVM 参数。

        参考文献：http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/tech/vmoptions-jsp-140102.html

评论

1 楼 yuanliangding 2016-06-14  

学习了。翻译成中文看起来方便了。