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Sun Hotspot JVM參數設置調優

2019-11-11 05:15:47
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供稿:網友

對于有2塊CPU和2GB內存及更佳配置的服務器,Sun的hotspot jdk默認設置了如下參數:

-server :服務器模式編譯-XX:+UseParallelGC 并行收集-Xms設置為服務器物理內存的1/64-Xmx設置為服務器物理內存的1/4(最大為1G)堆大小設置 JVM 中最大堆大小有三方面限制:相關操作系統的數據模型(32-bt還是64-bit)限制;系統的可用虛擬內存限制;系統的可用物理內存限制。32位系統 下,一般限制在1.5G~2G;64為操作系統對內存無限制。我在Windows Server 2003 系統,3.5G物理內存,JDK5.0下測試,最大可設置為1478m。

典型設置(例子中的堆分配的都比較大,注意自己平臺的限制,下文同):

java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k-Xmx3550m:設置JVM最大可用內存為3550M。

-Xms3550m:設置JVM促使內存為3550m。此值可以設置與-Xmx相同,以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配內存(就是收縮和擴張,分代回收加上Sun內存分配的算法,避免了IBM JDK最小堆和最大堆一樣上的缺陷,但是這對-Xms和-Xmx的設置有了更高的要求,應該是多次試驗確定一個合適的大小)。

-Xmn2g:設置年輕代大小為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,所以增大年輕代后,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。從下圖,應該可以看到整個堆大小=年輕代大小 + 年老代大小,Xms和Xmx不包括Perm Size。

-Xss128k: 設置每個線程的堆棧大小。JDK5.0以后每個線程堆棧大小為1M,以前每個線程堆棧大小為256K。更具應用的線程所需內存大小進行調整。在相同物理內 存下,減小這個值能生成更多的線程。但是操作系統對一個進程內的線程數還是有限制的,不能無限生成,經驗值在3000~5000左右。在java中每new一個線程,jvm都是向操作系統請求new一個本地線程,此時操作系統會使用剩余的內存空間來為線程分配內存,而不是使用jvm的內存。這樣,當操作系統的可用內存越少,則jvm可用創建的新線程也就越少。線程是輕量級進程,包含內存入口地址,順序指令,出口地址。(這一段是占操作系統的內存) java的線程分配的堆(保存類的實例)棧(保存局部變量以及指向堆實例的引用)(這一段是jvm的內存)

線程棧的大小是個雙刃劍,如果設置過小,可能會出現棧溢出,特別是在該線程內有遞歸、大的循環時

時出現溢出的可能性更大,如果該值設置過大,就有影響到創建棧的數量,如果是多線程的應用,就會

出現內存溢出的錯誤

 

java -Xmx3550m -Xms3550m -Xss128k -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=4 -XX:MaxPermSize=16m -XX:MaxTenuringThreshold=0-XX:NewRatio=4:設置年輕代(包括Eden和兩個Survivor區)與年老代的比值(除去持久代)。設置為4,則年輕代與年老代所占比值為1:4,年輕代占整個堆棧的1/5

-XX:SurvivorRatio=4:設置年輕代中Eden區與Survivor區的大小比值。設置為4,則兩個Survivor區與一個Eden區的比值為2:4,一個Survivor區占整個年輕代的1/6

-XX:MaxPermSize=16m:設置持久代大小為16m。

-XX:MaxTenuringThreshold=0:設置垃圾最大年齡。如果設置為0的話,則年輕代對象不經過Survivor區,直接進入年老代。對于年老代比較多的應用,可以提高效率。如果將此值設置為一個較大值,則年輕代對象會在Survivor區進行多次復制,這樣可以增加對象再年輕代的存活時間,增加在年輕代即被回收的概率。下面要介紹的CMS(并發)收集器,SurvivorRatio默認為1024 MaxTenuringThreshold默認為0,可以手動調整,降低年老代的回收壓力,即照顧到吞吐率,又關注到相應時間。

回收器選擇 JVM給了三種選擇:串行收集器、并行收集器、并發收集器,但是串行收集器只適用于小數據量的情況,所以這里的選擇主要針對并行收集器和并發收集器。默認情況下,JDK5.0以前都是使用串行收集器,如果想使用其他收集器需要在啟動時加入相應參數。JDK5.0以后,JVM會根據當前系統配置進行判斷。吞吐量優先的并行收集器如上文所述,并行收集器主要以到達一定的吞吐量為目標,適用于科學技術和后臺處理等。

典型配置

java -Xmx3800m -Xms3800m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20-XX:+UseParallelGC:選擇垃圾收集器為并行收集器。此配置僅對年輕代有效。即上述配置下,年輕代使用并發收集,而年老代仍舊使用串行收集。

-XX:ParallelGCThreads=20:配置并行收集器的線程數,即:同時多少個線程一起進行垃圾回收。此值最好配置與處理器數目相等。應該等于或者小于cpu數量(核),否則沒有意義,而當服務器的CPU數小于等于2時,用并發收集和串行收集效率一樣。

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并行收集。JDK6.0支持對年老代并行收集。java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC  -XX:MaxGCPauseMillis=100 -XX:MaxGCPauseMillis=100:設置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。-XX:GCTimeRatio=<nnn>參數則是設置GC時間和運行時間的比值,GC時間占整個運行時間的1 / (1 + <nnn>)。這兩個參數PauseMillis的優先級比GCTimeRatio高,且僅對并行收集器有效。但是從“Additionally, as an implicit goal the throughput collector will try to met the other goals in the smallest heap that it can.”覺得JVM并非自動調整年輕代,而是整個堆的大小,個人覺得此時應該設置堆大小的一個范圍,且不能手動設置-Xmn2g,否則如何調整?可惜文檔中未有清晰寫明,不過幸運的是一般調整也不必到如此細致的地步。java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC  -XX:MaxGCPauseMillis=100 -XX:+UseAdaptiveSizePolicy -XX:+UseAdaptiveSizePolicy:設置此選項后,并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,此值建議使用并行收集器時,一直打開。在1.5版本中默認打開 http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/guide/vm/gc-ergonomics.html中有詳細描述。響應時間優先的并發收集器如上文所述,并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。適用于應用服務器、電信領域等。

典型配置

java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC:設置年老代為并發收集。測試中配置這個以后,-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設置。

-XX:+UseParNewGC:設置年輕代為并行收集。可與CMS收集同時使用。JDK5.0以上,JVM會根據系統配置自行設置,所以無需再設置此值。

java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction:由于并發收集器不對內存空間進行壓縮、整理,所以運行一段時間以后會產生“碎片”,使得運行效率降低。此值設置運行多少次GC以后對內存空間進行壓縮、整理。

-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection:打開對年老代的壓縮。可能會影響性能,但是可以消除碎片

輔助信息 JVM提供了大量命令行參數,打印信息,供調試使用。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:打印每次垃圾回收前,程序未中斷的執行時間。可與上面混合使用輸出形式:Application time: 0.5291524 seconds

-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime:打印垃圾回收期間程序暫停的時間。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:打印GC前后的詳細堆棧信息輸出形式:

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,把相關日志信息記錄到文件以便分析。

常見配置匯總堆設置-Xms:初始堆大小-Xmx:最大堆大小-XX:NewSize=n:設置年輕代大小-XX:NewRatio=n:設置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,年輕代占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區占整個年輕代的1/5-XX:MaxPermSize=n:設置持久代大小收集器設置-XX:+UseSerialGC:設置串行收集器-XX:+UseParallelGC:設置并行收集器-XX:+UseParalledlOldGC:設置并行年老代收集器-XX:+UseConcMarkSweepGC:設置并發收集器垃圾回收統計信息-XX:+PrintGC-XX:+PrintGCDetails-XX:+PrintGCTimeStamps-Xloggc:filename并行收集器設置-XX:ParallelGCThreads=n:設置并行收集器收集時使用的CPU數。并行收集線程數。-XX:MaxGCPauseMillis=n:設置并行收集最大暫停時間-XX:GCTimeRatio=n:設置垃圾回收時間占程序運行時間的百分比。公式為1/(1+n)并發收集器設置-XX:+CMSIncrementalMode:設置為增量模式。適用于單CPU情況。-XX:ParallelGCThreads=n:設置并發收集器年輕代收集方式為并行收集時,使用的CPU數。并行收集線程數。

四、調優總結

年輕代大小選擇響應時間優先的應用盡可能設大,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,減少到達年老代的對象。吞吐量優先的應用:盡可能的設置大,可能到達Gbit的程度。因為對響應時間沒有要求,垃圾收集可以并行進行,一般適合8CPU以上的應用。年老代大小選擇響應時間優先的應用:年老代使用并發收集器,所以其大小需要小心設置,一般要考慮并發會話率會話持續時間等一些參數。如果堆設置小了,可以會造成內存碎片、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,一般需要參考以下數據獲得:并發垃圾收集信息持久代并發收集次數傳統GC信息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,這樣可以盡可能回收掉大部分短期對象,減少中期的對象,而年老代盡存放長期存活對象。較小堆引起的碎片問題 因 為年老代的并發收集器使用標記、清除算法,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并,這樣可以分配給較大的對象。但是,當堆空間 較小時,運行一段時間以后,就會出現“碎片”,如果并發收集器找不到足夠的空間,那么并發收集器將會停止,然后使用傳統的標記、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:使用并發收集器時,開啟對年老代的壓縮。-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0:上面配置開啟的情況下,這里設置多少次Full GC后,對年老代進行壓縮

五、PDF中提到的另外一些參數

-XX:+AggressiveOpts:作用如其名(aggressive),啟用這個參數,則每當JDK版本升級時,你的JVM都會使用最新加入的優化技術(如果有的話)

-XX:+UseBiasedLocking:不是很理解,請自行閱讀http://java.sun.com/performance/reference/whitepapers/tuning.html#section4.2.5

五、參考資料

Java HotSpot VM Options

Java Tuning White Paper

Diagnosing a Garbage Collection problem

J2SE 5.0 Performance White Paper

Tuning Garbage Collection with the 5.0 Java[tm] Virtual Machine

Garbage Collector Ergonomics

Can anyone help me understand UseAdaptiveSizePolicy flag?


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