/usr/local/jdk/bin/java -Dresin.home=/usr/local/resin -server -Xms1800M -Xmx1800M -Xmn300M -Xss512K -XX:PermSize=300M -XX:MaxPermSize=300M -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxTenuringThreshold=5 -XX:GCTimeRatio=19 -Xnoclassgc -XX:+DisableExplicitGC -XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0 -XX:-CMSParallelRemarkEnabled -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=0 -XX:+PrintClassHistogram -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:log/gc.log

1. 堆大小設定
   JVM 中最大堆大小有三方面限制：相關作業系統的資料模型（32-bt還是64-bit）限制；系統的可用虛擬記憶體限制；系統的可用實體記憶體限制。32位系統 下，一般限制在1.5G~2G；64為作業系統對記憶體無限制。我在Windows Server 2003 系統，3.5G實體記憶體，JDK5.0下測試，最大可設定為1478m。
   典型設定：
   • java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k
     - Xmx3550m ：設定JVM最大可用記憶體為3550M。
     -Xms3550m ：設定JVM促使記憶體為3550m。此值可以設定與-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成後JVM重新分配記憶體。
     -Xmn2g
     ：設定年輕代大小為2G。整個堆大小=年輕代大小 + 年老代大小 + 持久代大小 。持久代一般固定大小為64m，所以增大年輕代後，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。
     -Xss128k ： 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1M，以前每個執行緒堆疊大小為256K。更具應用的執行緒所需記憶體大小進行調整。在相同物理內 存下，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。
     
   • java -Xmx3550m -Xms3550m -Xss128k -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=4 -XX:MaxPermSize=16m -XX:MaxTenuringThreshold=0
     
     -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=4 ：設定年輕代中Eden區與Survivor區的大小比值。設定為4，則兩個Survivor區與一個Eden區的比值為2:4，一個Survivor區佔整個年輕代的1/6
     -XX:MaxPermSize=16m :設定持久代大小為16m。
     -XX:MaxTenuringThreshold=0 ：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。
2. 回收器選擇
   JVM給了三種選擇：序列收集器、並行收集器、併發收集器 ，但是序列收集器只適用於小資料量的情況，所以這裡的選擇主要針對並行收集器和併發收集器。預設情況下，JDK5.0以前都是使用序列收集器，如果想使用其他收集器需要在啟動時加入相應引數。JDK5.0以後，JVM會根據當前系統配置 進行判斷。
   1. 吞吐量優先 的並行收集器
      如上文所述，並行收集器主要以到達一定的吞吐量為目標，適用於科學技術和後臺處理等。
      典型配置 ：
      • java -Xmx3800m -Xms3800m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20
        -XX:+UseParallelGC ：選擇垃圾收集器為並行收集器。 此配置僅對年輕代有效。即上述配置下，年輕代使用併發收集，而年老代仍舊使用序列收集。
        -XX:ParallelGCThreads=20 ：配置並行收集器的執行緒數，即：同時多少個執行緒一起進行垃圾回收。此值最好配置與處理器數目相等。
        
      • java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseParallelOldGC
        -XX:+UseParallelOldGC ：配置年老代垃圾收集方式為並行收集。JDK6.0支援對年老代並行收集。
        
      • java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMillis=100
        -XX:MaxGCPauseMillis=100 : 設定每次年輕代垃圾回收的最長時間，如果無法滿足此時間，JVM會自動調整年輕代大小，以滿足此值。
        
      • java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMillis=100 -XX:+UseAdaptiveSizePolicy
        -XX:+UseAdaptiveSizePolicy ：設定此選項後，並行收集器會自動選擇年輕代區大小和相應的Survivor區比例，以達到目標系統規定的最低相應時間或者收集頻率等，此值建議使用並行收集器時，一直開啟。
   2. 響應時間優先 的併發收集器
      如上文所述，併發收集器主要是保證系統的響應時間，減少垃圾收集時的停頓時間。適用於應用伺服器、電信領域等。
      典型配置 ：
      • java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC
        -XX:+UseConcMarkSweepGC ：設定年老代為併發收集。測試中配置這個以後，-XX:NewRatio=4的配置失效了，原因不明。所以，此時年輕代大小最好用-Xmn設定。
        -XX:+UseParNewGC :設定年輕代為並行收集。可與CMS收集同時使用。JDK5.0以上，JVM會根據系統配置自行設定，所以無需再設定此值。
      • java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection
        -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction ：由於併發收集器不對記憶體空間進行壓縮、整理，所以執行一段時間以後會產生“碎片”，使得執行效率降低。此值設定執行多少次GC以後對記憶體空間進行壓縮、整理。
        -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection ：開啟對年老代的壓縮。可能會影響效能，但是可以消除碎片
3. 輔助資訊
   JVM提供了大量命令列引數，列印資訊，供除錯使用。主要有以下一些：
   • -XX:+PrintGC
     輸出形式：[GC 118250K->113543K(130112K), 0.0094143 secs]

                     [Full GC 121376K->10414K(130112K), 0.0650971 secs]

   • -XX:+PrintGCDetails
     輸出形式：[GC [DefNew: 8614K->781K(9088K), 0.0123035 secs] 118250K->113543K(130112K), 0.0124633 secs]

                     [GC [DefNew: 8614K->8614K(9088K), 0.0000665 secs][Tenured: 112761K->10414K(121024K), 0.0433488 secs] 121376K->10414K(130112K), 0.0436268 secs]

   • -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGC：PrintGCTimeStamps可與上面兩個混合使用
     輸出形式：11.851: [GC 98328K->93620K(130112K), 0.0082960 secs]
     
   • -XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime: 列印每次垃圾回收前，程式未中斷的執行時間。可與上面混合使用
     輸出形式：Application time: 0.5291524 seconds
     
   • -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime ：列印垃圾回收期間程式暫停的時間。可與上面混合使用
     輸出形式：Total time for which application threads were stopped: 0.0468229 seconds
     
   • -XX:PrintHeapAtGC :列印GC前後的詳細堆疊資訊
     輸出形式：
     34.702: [GC {Heap before gc invocations=7:
     def new generation   total 55296K, used 52568K [0x1ebd0000, 0x227d0000, 0x227d0000)
     eden space 49152K, 99% used [0x1ebd0000, 0x21bce430, 0x21bd0000)
     from space 6144K, 55% used [0x221d0000, 0x22527e10, 0x227d0000)
     to   space 6144K,   0% used [0x21bd0000, 0x21bd0000, 0x221d0000)
     tenured generation   total 69632K, used 2696K [0x227d0000, 0x26bd0000, 0x26bd0000)
     the space 69632K,   3% used [0x227d0000, 0x22a720f8, 0x22a72200, 0x26bd0000)
     compacting perm gen total 8192K, used 2898K [0x26bd0000, 0x273d0000, 0x2abd0000)
        the space 8192K, 35% used [0x26bd0000, 0x26ea4ba8, 0x26ea4c00, 0x273d0000)
         ro space 8192K, 66% used [0x2abd0000, 0x2b12bcc0, 0x2b12be00, 0x2b3d0000)
         rw space 12288K, 46% used [0x2b3d0000, 0x2b972060, 0x2b972200, 0x2bfd0000)
     34.735: [DefNew: 52568K->3433K(55296K), 0.0072126 secs] 55264K->6615K(124928K)Heap after gc invocations=8:
     def new generation   total 55296K, used 3433K [0x1ebd0000, 0x227d0000, 0x227d0000)
     eden space 49152K,   0% used [0x1ebd0000, 0x1ebd0000, 0x21bd0000)
     from space 6144K, 55% used [0x21bd0000, 0x21f2a5e8, 0x221d0000)
     to   space 6144K,   0% used [0x221d0000, 0x221d0000, 0x227d0000)
     tenured generation   total 69632K, used 3182K [0x227d0000, 0x26bd0000, 0x26bd0000)
     the space 69632K,   4% used [0x227d0000, 0x22aeb958, 0x22aeba00, 0x26bd0000)
     compacting perm gen total 8192K, used 2898K [0x26bd0000, 0x273d0000, 0x2abd0000)
        the space 8192K, 35% used [0x26bd0000, 0x26ea4ba8, 0x26ea4c00, 0x273d0000)
         ro space 8192K, 66% used [0x2abd0000, 0x2b12bcc0, 0x2b12be00, 0x2b3d0000)
         rw space 12288K, 46% used [0x2b3d0000, 0x2b972060, 0x2b972200, 0x2bfd0000)
     }
     , 0.0757599 secs]
   • -Xloggc:filename :與上面幾個配合使用，把相關日誌資訊記錄到檔案以便分析。
4. 常見配置彙總
   1. 堆設定
      • -Xms :初始堆大小
      • -Xmx :最大堆大小
      • -XX:NewSize=n :設定年輕代大小
      • -XX:NewRatio=n: 設定年輕代和年老代的比值。如:為3，表示年輕代與年老代比值為1：3，年輕代佔整個年輕代年老代和的1/4
      • -XX:SurvivorRatio=n :年輕代中Eden區與兩個Survivor區的比值。注意Survivor區有兩個。如：3，表示Eden：Survivor=3：2，一個Survivor區佔整個年輕代的1/5
      • -XX:MaxPermSize=n :設定持久代大小
   2. 收集器設定
      • -XX:+UseSerialGC :設定序列收集器
      • -XX:+UseParallelGC :設定並行收集器
      • -XX:+UseParalledlOldGC :設定並行年老代收集器
      • -XX:+UseConcMarkSweepGC :設定併發收集器
   3. 垃圾回收統計資訊
      • -XX:+PrintGC
      • -XX:+PrintGCDetails
      • -XX:+PrintGCTimeStamps
      • -Xloggc:filename
   4. 並行收集器設定
      • -XX:ParallelGCThreads=n :設定並行收集器收集時使用的CPU數。並行收集執行緒數。
      • -XX:MaxGCPauseMillis=n :設定並行收集最大暫停時間
      • -XX:GCTimeRatio=n :設定垃圾回收時間佔程式執行時間的百分比。公式為1/(1+n)
   5. 併發收集器設定
      • -XX:+CMSIncrementalMode :設定為增量模式。適用於單CPU情況。
      • -XX:ParallelGCThreads=n :設定併發收集器年輕代收集方式為並行收集時，使用的CPU數。並行收集執行緒數。

四、調優總結

1. 年輕代大小選擇
   • 響應時間優先的應用 ：儘可能設大，直到接近系統的最低響應時間限制 （根據實際情況選擇）。在此種情況下，年輕代收集發生的頻率也是最小的。同時，減少到達年老代的物件。
   • 吞吐量優先的應用 ：儘可能的設定大，可能到達Gbit的程度。因為對響應時間沒有要求，垃圾收集可以並行進行，一般適合8CPU以上的應用。
2. 年老代大小選擇
   • 響應時間優先的應用 ：年老代使用併發收集器，所以其大小需要小心設定，一般要考慮併發會話率 和會話持續時間 等一些引數。如果堆設定小了，可以會造成記憶體碎片、高回收頻率以及應用暫停而使用傳統的標記清除方式；如果堆大了，則需要較長的收集時間。最優化的方案，一般需要參考以下資料獲得：
     • 併發垃圾收集資訊
     • 持久代併發收集次數
     • 傳統GC資訊
     • 花在年輕代和年老代回收上的時間比例
     減少年輕代和年老代花費的時間，一般會提高應用的效率
   • 吞吐量優先的應用 ：一般吞吐量優先的應用都有一個很大的年輕代和一個較小的年老代。原因是，這樣可以儘可能回收掉大部分短期物件，減少中期的物件，而年老代盡存放長期存活物件。
3. 較小堆引起的碎片問題
   因為年老代的併發收集器使用標記、清除演算法，所以不會對堆進行壓縮。當收集器回 收時，他會把相鄰的空間進行合併，這樣可以分配給較大的物件。但是，當堆空間較小時，執行一段時間以後，就會出現“碎片”，如果併發收集器找不到足夠的空 間，那麼併發收集器將會停止，然後使用傳統的標記、清除方式進行回收。如果出現“碎片”，可能需要進行如下配置：
   • -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection ：使用併發收集器時，開啟對年老代的壓縮。
   • -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0 ：上面配置開啟的情況下，這裡設定多少次Full GC後，對年老代進行壓縮

  
jvm引數配置

a: -Xmx<n>                       

指定 jvm 的最大 heap 大小 , 如 :-Xmx=2g

b: -Xms<n>                       

指定 jvm 的最小 heap 大小 , 如 :-Xms=2g ， 高併發應用， 建議和-Xmx一樣， 防止因為記憶體收縮／突然增大帶來的效能影響。

c: -Xmn<n>                       

指定 jvm 中 New Generation 的大小 , 如 :-Xmn256m。 這個引數很影響效能， 如果你的程式需要比較多的臨時記憶體， 建議設定到512M， 如果用的少， 儘量降低這個數值， 一般來說128／256足以使用了。

d: -XX:PermSize=<n>

指定 jvm 中 Perm Generation 的最小值 , 如 :-XX:PermSize=32m。 這個引數需要看你的實際情況，。 可以通過jmap 命令看看到底需要多少。

e: -XX:MaxPermSize=<n>           

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

f: -Xss<n>                       

指定執行緒桟大小 , 如 :-Xss128k， 一般來說，webx框架下的應用需要256K。 如果你的程式有大規模的遞迴行為， 請考慮設定到512K／1M。 這個需要全面的測試才能知道。 不過， 256K已經很大了。 這個引數對效能的影響比較大的。

g: -XX:NewRatio=<n>

指定 jvm 中 Old Generation heap size 與 New Generation 的比例 , 在使用 CMS GC 的情況下此引數失效 , 如 :-XX:NewRatio=2

h: -XX:SurvivorRatio=<n>

指定 New Generation 中 Eden Space 與一個 Survivor Space 的 heap size 比例 ,-XX:SurvivorRatio=8, 那麼在總共 New Generation 為 10m 的情況下 ,Eden Space 為 8m

i: -XX:MinHeapFreeRatio=<n>

指定 jvm heap 在使用率小於 n 的情況下 ,heap 進行收縮 ,Xmx==Xms 的情況下無效 , 如 :-XX:MinHeapFreeRatio=30

j: -XX:MaxHeapFreeRatio=<n>

指定 jvm heap 在使用率大於 n 的情況下 ,heap 進行擴張 ,Xmx==Xms 的情況下無效 , 如 :-XX:MaxHeapFreeRatio=70

k: -XX:LargePageSizeInBytes=<n>

指定 Java heap 的分頁頁面大小 , 如 :-XX:LargePageSizeInBytes=128m

2: garbage collector

a: -XX:+UseParallelGC

指定在 New Generation 使用 parallel collector, 並行收集 , 暫停 app threads, 同時啟動多個垃圾回收 thread, 不能和 CMS gc 一起使用 . 系統噸吐量優先 , 但是會有較長長時間的 app pause, 後臺系統任務可以使用此 gc

b: -XX:ParallelGCThreads=<n>

指定 parallel collection 時啟動的 thread 個數 , 預設是物理 processor 的個數 ,

c: -XX:+UseParallelOldGC

指定在 Old Generation 使用 parallel collector

d: -XX:+UseParNewGC

指定在 New Generation 使用 parallel collector, 是 UseParallelGC 的 gc 的升級版本 , 有更好的效能或者優點 , 可以和 CMS gc 一起使用

e: -XX:+CMSParallelRemarkEnabled

在使用 UseParNewGC 的情況下 , 儘量減少 mark 的時間

f: -XX:+UseConcMarkSweepGC

指定在 Old Generation 使用 concurrent cmark sweep gc,gc thread 和 app thread 並行 ( 在 init-mark 和 remark 時 pause app thread). app pause 時間較短 , 適合互動性強的系統 , 如 web server

g: -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection

在使用 concurrent gc 的情況下 , 防止 memory fragmention, 對 live object 進行整理 , 使 memory 碎片減少

h: -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=<n>

指示在 old generation 在使用了 n% 的比例後 , 啟動 concurrent collector, 預設值是 68, 如 :-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70

i: -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly

指示只有在 old generation 在使用了初始化的比例後 concurrent collector 啟動收集

3:others

a: -XX:MaxTenuringThreshold=<n>

指定一個 object 在經歷了 n 次 young gc 後轉移到 old generation 區 , 在 linux64 的 java6 下預設值是 15, 此引數對於 throughput collector 無效 , 如 :-XX:MaxTenuringThreshold=31

b: -XX:+DisableExplicitGC

禁止 java 程式中的 full gc, 如 System.gc() 的呼叫. 最好加上麼， 防止程式在程式碼裡誤用了。對效能造成衝擊。

c: -XX:+UseFastAccessorMethods

get,set 方法轉成原生代碼

d: -XX:+PrintGCDetails

打應垃圾收集的情況如 :

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

e: -XX:+PrintGCTimeStamps

打應垃圾收集的時間情況 , 如 :

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

f: -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime

打應垃圾收集時 , 系統的停頓時間 , 如 :

Total time for which application threads were stopped: 0.0225920 seconds

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 "

最初的時候我們用 UseParallelGC 和 UseParallelOldGC,heap 開了 3G,NewRatio 設成 1. 這樣的配置下 young gc 發生頻率約 12,3 妙一次 , 平均每次花費 80ms 左右 ,full gc 發生的頻率極低 , 每次消耗 1s 左右 . 從所有 gc 消耗系統時間看 , 系統使用率還是滿高的 , 但是不論是 young gc 還是 old gc,applicaton thread pause 的時間比較長 , 不合適 web 應用 . 我們也調小 New Generation 的 , 但是這樣會使 full gc 時間加長 .

後來我們就用 CMS gc(-XX:+UseConcMarkSweepGC), 當時的總 heap 還是 3g, 新生代 1.5g 後 , 觀察不是很理想 , 改為 jvm heap 為 2g 新生代設定 -Xmn1g, 在這樣的情況下 young gc 發生的頻率變成 ,7,8 妙一次 , 平均每次時間 40~50 毫秒左右 ,CMS gc 很少發生 , 每次時間在 init-mark 和 remark(two steps stop all app thread) 總共平均花費 80~90ms 左右 .

在這裡我們曾經 New Generation 調大到 1400m, 總共 2g 的 jvm heap, 平均每次 ygc 花費時間 60~70ms 左右 ,CMS gc 的 init-mark 和 remark 之和平均在 50ms 左右 , 這裡我們意識到錯誤的方向 , 或者說 CMS 的作用 , 所以進行了修改

最後我們調小 New Generation 為 256m,young gc 2,3 秒發生一次 , 平均停頓時間在 25 毫秒左右 ,CMS gc 的 init-mark 和 remark 之和平均在 50ms 左右 , 這樣使系統比較平滑 , 經壓力測試 , 這個配置下系統性能是比較高的

在使用 CMS gc 的時候他有兩種觸發 gc 的方式 :gc 估算觸發和 heap 佔用觸發 . 我們的 1.5.0.09 環境下有次 old 區 heap 佔用再 30% 左右 , 她就頻繁 gc, 個人感覺系統估算觸發這種方式不靠譜 , 還是用 heap 使用比率觸發比較穩妥 .

這些資料都來自 64 位測試機 , 過程中的資料都是我在 jboss log 找的 , 當時沒有記下來 , 可能存在一點點偏差 , 但不會很大 , 基本過程就是這樣 .

5: 總結

web server 作為互動性要求較高的應用 , 我們應該使用 Parallel+CMS,UseParNewGC 這個在 jdk6 -server 上是預設的 ,new generation gc, 新生代不能太大 , 這樣每次 pause 會短一些 .CMS mark-sweep generation 可以大一些 , 可以根據 pause time 實際情況控制