一、JVM調優引數簡介

1、 JVM引數簡介

-XX 引數被稱為不穩定引數，之所以這麼叫是因為此類引數的設定很容易引起JVM 效能上的差異，使JVM 存在極大的不穩定性。如果此類引數設定合理將大大提高JVM 的效能及穩定性。

不穩定引數語法規則：

1.布林型別引數值
        -XX:+<option> '+'表示啟用該選項
        -XX:-<option> '-'表示關閉該選項
2.數字型別引數值：
       -XX:<option>=<number> 給選項設定一個數字型別值，可跟隨單位，例如：'m'或'M'表示兆位元組;'k'或'K'千位元組;'g'或'G'千兆位元組。32K與32768是相同大小的。
3.字串型別引數值：
        -XX:<option>=<string> 給選項設定一個字串型別值，通常用於指定一個檔案、路徑或一系列命令列表。

       例如：-XX:HeapDumpPath=./dump.core

2、 JVM引數示例

配置： -Xmx4g –Xms4g –Xmn1200m –Xss512k -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=8 -XX:PermSize=100m

-XX:MaxPermSize=256m -XX:MaxTenuringThreshold=15

解析：
-Xmx4g：堆記憶體最大值為4GB。
-Xms4g：初始化堆記憶體大小為4GB 。
-Xmn1200m：設定年輕代大小為1200MB。增大年輕代後，將會減小年老代大小。此值對系統性能影響較大，Sun官方推薦配置為整個堆的3/8。
-Xss512k：設定每個執行緒的堆疊大小。JDK5.0以後每個執行緒堆疊大小為1MB，以前每個執行緒堆疊大小為256K。應根據應用執行緒所需記憶體大小進行調整。在相同實體記憶體下，減小這個值能生成更多的執行緒。但是作業系統對一個程序內的執行緒數還是有限制的，不能無限生成，經驗值在3000~5000左右。
-XX:NewRatio=4：設定年輕代（包括Eden和兩個Survivor區）與年老代的比值（除去持久代）。設定為4，則年輕代與年老代所佔比值為1：4，年輕代佔整個堆疊的1/5
-XX:SurvivorRatio=8：設定年輕代中Eden區與Survivor區的大小比值。設定為8，則兩個Survivor區與一個Eden區的比值為2:8，一個Survivor區佔整個年輕代的1/10
-XX:PermSize=100m：初始化永久代大小為100MB。
-XX:MaxPermSize=256m：設定持久代大小為256MB。

-XX:MaxTenuringThreshold=15：設定垃圾最大年齡。如果設定為0的話，則年輕代物件不經過Survivor區，直接進入年老代。對於年老代比較多的應用，可以提高效率。如果將此值設定為一個較大值，則年輕代物件會在Survivor區進行多次複製，這樣可以增加物件再年輕代的存活時間，增加在年輕代即被回收的概論。

二、JVM調優目標

1. 何時需要做jvm調優？
      1. heap 記憶體（老年代）持續上漲達到設定的最大記憶體值；
      2. Full GC 次數頻繁；
      3. GC 停頓時間過長（超過1秒）；
      4. 應用出現OutOfMemory 等記憶體異常；
      5. 應用中有使用本地快取且佔用大量記憶體空間；

      6. 系統吞吐量與響應效能不高或下降。

2. JVM調優原則

      1.多數的Java應用不需要在伺服器上進行JVM優化；

      2.多數導致GC問題的Java應用，都不是因為我們引數設定錯誤，而是程式碼問題；

      3.在應用上線之前，先考慮將機器的JVM引數設定到最優（最適合）；

      4.減少建立物件的數量；

      5.減少使用全域性變數和大物件；

      6.JVM優化是到最後不得已才採用的手段；

      7.在實際使用中，分析GC情況優化程式碼比優化JVM引數更好；

3. JVM調優目標

1. GC低停頓；

      2. GC低頻率；

      3. 低記憶體佔用； 

      4. 高吞吐量;

JVM調優量化目標（示例）：

1. Heap 記憶體使用率 <= 70%;

      2. Old generation記憶體使用率<= 70%;

      3. avgpause <= 1秒; 

      4. Full gc 次數0 或 avg pause interval >= 24小時 ;

      注意：不同應用，其JVM調優量化目標是不一樣的。

三、JVM調優經驗

1. JVM調優經驗總結

JVM調優的一般步驟為：

第1步：分析GC日誌及dump檔案，判斷是否需要優化，確定瓶頸問題點；

      第2步：確定JVM調優量化目標；

      第3步：確定JVM調優引數（根據歷史JVM引數來調整）；

      第4步：調優一臺伺服器，對比觀察調優前後的差異；

      第5步：不斷的分析和調整，直到找到合適的JVM引數配置；

      第6步：找到最合適的引數，將這些引數應用到所有伺服器，並進行後續跟蹤。

2. JVM調優重要引數解析

注意：不同應用，其JVM最佳穩定引數配置是不一樣的。

配置： -server  

-Xms12g -Xmx12g -XX:PermSize=500m -XX:MaxPermSize=1000m -Xmn2400m -XX:SurvivorRatio=1 -Xss512k  -XX:MaxDirectMemorySize=1G 

-XX:+DisableExplicitGC -XX:CompileThreshold=8000 -XX:+UseConcMarkSweepGC  -XX:+UseParNewGC

-XX:+UseCompressedOops -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=60  -XX:ConcGCThreads=4

-XX:MaxTenuringThreshold=10  -XX:ParallelGCThreads=8

-XX:+ParallelRefProcEnabled  -XX:+CMSClassUnloadingEnabled  -XX:+CMSParallelRemarkEnabled

-XX:CMSMaxAbortablePrecleanTime=500 -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=4 

XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection 

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError  -verbose:gc  -XX:+PrintGCDetails  -XX:+PrintGCDateStamps  -Xloggc:/weblogic/gc/gc_$$.log

重要引數（可調優）解析：

-Xms12g：初始化堆記憶體大小為12GB。

-Xmx12g：堆記憶體最大值為12GB 。

-Xmn2400m：新生代大小為2400MB，包括 Eden區與2個Survivor區。

-XX:SurvivorRatio=1：Eden區與一個Survivor區比值為1:1。

-XX:MaxDirectMemorySize=1G：直接記憶體。報java.lang.OutOfMemoryError: Direct buffer memory 異常可以上調這個值。

-XX:+DisableExplicitGC：禁止執行期顯式地呼叫 System.gc() 來觸發fulll GC。

注意: Java RMI的定時GC觸發機制可通過配置-Dsun.rmi.dgc.server.gcInterval=86400來控制觸發的時間。

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=60：老年代記憶體回收閾值，預設值為68。

-XX:ConcGCThreads=4：CMS垃圾回收器並行執行緒線，推薦值為CPU核心數。

-XX:ParallelGCThreads=8：新生代並行收集器的執行緒數。

-XX:MaxTenuringThreshold=10：設定垃圾最大年齡。如果設定為0的話，則年輕代物件不經過Survivor區，直接進入年老代。對於年老代比較多的應用，可以提高效率。如果將此值設定為一個較大值，則年輕代物件會在Survivor區進行多次複製，這樣可以增加物件再年輕代的存活時間，增加在年輕代即被回收的概論。

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=4：指定進行多少次fullGC之後，進行tenured區 記憶體空間壓縮。

-XX:CMSMaxAbortablePrecleanTime=500：當abortable-preclean預清理階段執行達到這個時間時就會結束。

3. 觸發Full GC的場景及應對策略

年輕代空間（包括 Eden 和 Survivor 區域）回收記憶體被稱為 Minor GC，對老年代GC稱為MajorGC，而Full GC是對整個堆來說的，在最近幾個版本的JDK裡預設包括了對永生帶即方法區的回收（JDK8中無永生帶了），出現Full GC的時候經常伴隨至少一次的Minor GC,但非絕對的。MajorGC的速度一般會比Minor GC慢10倍以上。

觸發Full GC的場景及應對策略： 

      1.System.gc()方法的呼叫，應對策略：通過-XX:+DisableExplicitGC來禁止呼叫System.gc ;

      2.老年代代空間不足，應對策略：讓物件在Minor GC階段被回收，讓物件在新生代多存活一段時間，不要建立過大的物件及陣列;

      3.永生區空間不足，應對策略：增大PermGen空間

      4.GC時出現promotionfailed和concurrent mode failure，應對策略：增大survivor space

    5.Minor GC後晉升到舊生代的物件大小大於老年代的剩餘空間，應對策略：增大Tenured space 或下調CMSInitiatingOccupancyFraction=60

      6.   記憶體持續增漲達到上限導致Full GC  ，應對策略：通過dumpheap 分析是否存在記憶體洩漏

4. Gc日誌分析工具

藉助GCViewer日誌分析工具，可以非常直觀地分析出待調優點。

可從以下幾方面來分析：

      1.Memory,分析Totalheap、Tenuredheap、Youngheap記憶體佔用率及其他指標，理論上記憶體佔用率越小越好；

      2.Pause  ,分析Gc pause、Fullgc pause、Total pause三個大項中各指標，理論上GC次數越少越好，GC時長越小越好；

5. MAT 堆記憶體分析工具

EclipseMemory Analysis Tools (MAT) 是一個分析Java堆資料的專業工具，用它可以定位記憶體洩漏的原因。

參考自以下連結內容：

https://blog.csdn.net/u011683530/article/details/51013219

https://www.cnblogs.com/God-froest/p/jvm_1_3.html