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Jave VM memory Arg/Java 虚拟机内存参数

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http://winywan.com/index.php/reviews/java-foundation/2009/01/05/94/


JVM参数详解以及配置调优


基本概念:

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,Young,Old和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

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:
l         程序内调用了System.gc()或Runtime.gc()。
l         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。
l         Java的Heap太小,一般默认的Heap值都很小。
l         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。
经验之谈:
1 Server JVM 最好将 -Xms -Xmx 设为相同值。为了优化 GC ,最好让 -Xmn 值约等于 -Xmx 1/3[2]
2 .一个 GUI 程序最好是每 10 20 秒间运行一次 GC ,每次在半秒之内完成 [2]

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[2]。
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。

 jvm参数配置

1: heap size

a: -Xmx<n>                       

指定 jvm 的最大 heap 大小 , :-Xmx=2g

 

b: -Xms<n>                       

指定 jvm 的最小 heap 大小 , :-Xms=2g , 高并发应用, 建议和-Xmx一样, 防止因为内存收缩/突然增大带来的性能影响。

 

c: -Xmn<n>                       

指定 jvm New Generation 的大小 , :-Xmn256m。 这个参数很影响性能, 如果你的程序需要比较多的临时内存, 建议设置到512M, 如果用的少, 尽量降低这个数值, 一般来说128/256足以使用了。

 

d: -XX:PermSize=<n>

指定 jvm Perm Generation 的最小值 , :-XX:PermSize=32m。 这个参数需要看你的实际情况,。 可以通过jmap 命令看看到底需要多少。

 

e: -XX:MaxPermSize=<n>           

指定 Perm Generation 的最大值 , :-XX:MaxPermSize=64m

 

f: -Xss<n>                       

指定线程桟大小 , :-Xss128k, 一般来说,webx框架下的应用需要256K。 如果你的程序有大规模的递归行为, 请考虑设置到512K/1M。 这个需要全面的测试才能知道。 不过, 256K已经很大了。 这个参数对性能的影响比较大的。

 

g: -XX:NewRatio=<n>

指定 jvm Old Generation heap size New Generation 的比例 , 在使用 CMS GC 的情况下此参数失效 , :-XX:NewRatio=2

 

h: -XX:SurvivorRatio=<n>

指定 New Generation Eden Space 与一个 Survivor Space heap size 比例 ,-XX:SurvivorRatio=8, 那么在总共 New Generation 10m 的情况下 ,Eden Space 8m

 

i: -XX:MinHeapFreeRatio=<n>

指定 jvm heap 在使用率小于 n 的情况下 ,heap 进行收缩 ,Xmx==Xms 的情况下无效 , :-XX:MinHeapFreeRatio=30

 

j: -XX:MaxHeapFreeRatio=<n>

指定 jvm heap 在使用率大于 n 的情况下 ,heap 进行扩张 ,Xmx==Xms 的情况下无效 , :-XX:MaxHeapFreeRatio=70

 

k: -XX:LargePageSizeInBytes=<n>

指定 Java heap 的分页页面大小 , :-XX:LargePageSizeInBytes=128m

 

2: garbage collector

a: -XX:+UseParallelGC

指定在 New Generation 使用 parallel collector, 并行收集 , 暂停 app threads, 同时启动多个垃圾回收 thread, 不能和 CMS gc 一起使用 . 系统吨吐量优先 , 但是会有较长长时间的 app pause, 后台系统任务可以使用此 gc

 

b: -XX:ParallelGCThreads=<n>

指定 parallel collection 时启动的 thread 个数 , 默认是物理 processor 的个数 ,

 

c: -XX:+UseParallelOldGC

指定在 Old Generation 使用 parallel collector

 

d: -XX:+UseParNewGC

指定在 New Generation 使用 parallel collector, UseParallelGC gc 的升级版本 , 有更好的性能或者优点 , 可以和 CMS gc 一起使用

 

e: -XX:+CMSParallelRemarkEnabled

在使用 UseParNewGC 的情况下 , 尽量减少 mark 的时间

 

f: -XX:+UseConcMarkSweepGC

指定在 Old Generation 使用 concurrent cmark sweep gc,gc thread app thread 并行 ( init-mark remark pause app thread). app pause 时间较短 , 适合交互性强的系统 , web server

 

g: -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection

在使用 concurrent gc 的情况下 , 防止 memory fragmention, live object 进行整理 , 使 memory 碎片减少

 

h: -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=<n>

指示在 old generation 在使用了 n% 的比例后 , 启动 concurrent collector, 默认值是 68, :-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70

有个 bug, 在低版本(1.5.09 and early)的 jvm 上出现 , http://bugs.sun.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=6486089

 

i: -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly

指示只有在 old generation 在使用了初始化的比例后 concurrent collector 启动收集

 

3:others

a: -XX:MaxTenuringThreshold=<n>

指定一个 object 在经历了 n young gc 后转移到 old generation , linux64 java6 下默认值是 15, 此参数对于 throughput collector 无效 , :-XX:MaxTenuringThreshold=31

 

b: -XX:+DisableExplicitGC

禁止 java 程序中的 full gc, System.gc() 的调用. 最好加上么, 防止程序在代码里误用了。对性能造成冲击。

 

c: -XX:+UseFastAccessorMethods

get,set 方法转成本地代码

 

d: -XX:+PrintGCDetails

打应垃圾收集的情况如 :

[GC 15610.466: [ParNew: 229689K->20221K(235968K), 0.0194460 secs] 1159829K->953935K(2070976K), 0.0196420 secs]

 

e: -XX:+PrintGCTimeStamps

打应垃圾收集的时间情况 , :

[Times: user=0.09 sys=0.00, real=0.02 secs]

 

f: -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime

打应垃圾收集时 , 系统的停顿时间 , :

Total time for which application threads were stopped: 0.0225920 seconds

 

他人经验

4: a web server product sample and process

JAVA_OPTS=” -server -Xmx2g -Xms2g -Xmn256m -XX:PermSize=128m -Xss256k -XX:+DisableExplicitGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:LargePageSizeInBytes=128m -XX:+UseFastAccessorMethods -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 ”

 

最初的时候我们用 UseParallelGC UseParallelOldGC,heap 开了 3G,NewRatio 设成 1. 这样的配置下 young gc 发生频率约 12,3 妙一次 , 平均每次花费 80ms 左右 ,full gc 发生的频率极低 , 每次消耗 1s 左右 . 从所有 gc 消耗系统时间看 , 系统使用率还是满高的 , 但是不论是 young gc 还是 old gc,applicaton thread pause 的时间比较长 , 不合适 web 应用 . 我们也调小 New Generation , 但是这样会使 full gc 时间加长 .

 

后来我们就用 CMS gc(-XX:+UseConcMarkSweepGC), 当时的总 heap 还是 3g, 新生代 1.5g , 观察不是很理想 , 改为 jvm heap 2g 新生代设置 -Xmn1g, 在这样的情况下 young gc 发生的频率变成 ,7,8 妙一次 , 平均每次时间 40~50 毫秒左右 ,CMS gc 很少发生 , 每次时间在 init-mark remark(two steps stop all app thread) 总共平均花费 80~90ms 左右 .

 

在这里我们曾经 New Generation 调大到 1400m, 总共 2g jvm heap, 平均每次 ygc 花费时间 60~70ms 左右 ,CMS gc init-mark remark 之和平均在 50ms 左右 , 这里我们意识到错误的方向 , 或者说 CMS 的作用 , 所以进行了修改

 

最后我们调小 New Generation 256m,young gc 2,3 秒发生一次 , 平均停顿时间在 25 毫秒左右 ,CMS gc init-mark remark 之和平均在 50ms 左右 , 这样使系统比较平滑 , 经压力测试 , 这个配置下系统性能是比较高的

 

在使用 CMS gc 的时候他有两种触发 gc 的方式 :gc 估算触发和 heap 占用触发 . 我们的 1.5.0.09 环境下有次 old heap 占用再 30% 左右 , 她就频繁 gc, 个人感觉系统估算触发这种方式不靠谱 , 还是用 heap 使用比率触发比较稳妥 .

 

这些数据都来自 64 位测试机 , 过程中的数据都是我在 jboss log 找的 , 当时没有记下来 , 可能存在一点点偏差 , 但不会很大 , 基本过程就是这样 .

 

5: 总结

web server 作为交互性要求较高的应用 , 我们应该使用 Parallel+CMS,UseParNewGC 这个在 jdk6 -server 上是默认的 ,new generation gc, 新生代不能太大 , 这样每次 pause 会短一些 .CMS mark-sweep generation 可以大一些 , 可以根据 pause time 实际情况控制

以上文章转自:http://hi.baidu.com/suofang/blog/item/b38bb50102b07705738da554.html
http://hi.baidu.com/autumn_kai/blog/item/dbed6135b89b793c5bb5f5b4.html

 

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