【013】【内存调优】

2023年6月17日 297次阅读

【013】【内存调优】

JVM调优主要是针对内存管理方面的调优，包括控制各个代的大小，GC策略。由于GC开始垃圾回收时会挂起应用线程，严重影响了性能，调优的目是为了尽量降低GC所导致的应用线程暂停时间、 减少Full GC次数。

代大小调优

最关键参数：-Xms、 -Xmx 、-Xmn 、-XX:SurvivorRatio、-XX:MaxTenuringThreshold、-XX:PermSize、-XX:MaxPermSize
-Xms、 -Xmx 通常设置为相同的值，避免运行时要不断扩展JVM内存，这个值决定了JVM heap所能使用的最大内存。

-Xmn 决定了新生代空间的大小，新生代Eden、S0、S1三个区域的比率可以通过-XX:SurvivorRatio（survivor:edan=2:x(x=SurvivorRatio)，分子永远是2）来控制(假如值为 4 表示：Eden:S0:S1 = 4:1:1 )

-XX:MaxTenuringThreshold 控制对象在经过多少次minor GC之后进入老年代，此参数只有在Serial 串行GC时有效。

-XX:PermSize、-XX:MaxPermSize 用来控制方法区的大小，通常设置为相同的值。

  1. 避免新生代大小设置过小
    当新生代设置过小时，会产生两种比较明显的现象，一是minor GC次数频繁，二是可能导致 minor GC对象直接进入老年代。当老年代内存不足时，会触发Full GC。
  2. 避免新生代设置过大
    新生代设置过大，会带来两个问题：一是老年代变小，可能导致Full GC频繁执行；二是 minor GC 执行回收的时间大幅度增加。
  3. 避免Survivor区过大或过小
    -XX:SurvivorRatio参数的值越大，就意味着Eden区域变大，minor GC次数会降低，但两块Survivor区域变小，如果超过Survivor区域内存大小的对象在minor GC后仍没被回收，则会直接进入老年代，
    -XX:SurvivorRatio参数值设置过小，就意味着Eden区域变小，minor GC触发次数会增加，Survivor区域变大，意味着可以存储更多在minor GC后任存活的对象，避免其进入老年代。
  4. 合理设置对象在新生代存活的周期
    新生代存活周期的值决定了新生代对象在经过多少次Minor GC后进入老年代。因此这个值要根据自己的应用来调优，JVM参数上这个值对应的为-XX:MaxTenuringThreshold，默认值为15次。

堆大小设置

JVM 中最大堆大小有三方面限制：相关操作系统的数据模型（32bt还是64bit）限制；系统的
内存限制；系统的可用物理内存限制。32位系统下，一般限制在1.5G~2G；64为操作系统对内存无限制。

回收器选择

JVM给了三种选择：串行收集器、并行收集器、并发收集器，但是串行收集器只适用于小数据量的情况，所以这里的选择主要针对并行收集器和并发收集器。默认情况下，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启动时加入相应参数。JDK5.0以后，JVM会根据当前系统配置进行判断。

  1. 吞吐量优先的并行收集器（Parallel Scavenge），并行收集器主要以到达一定的吞吐量为目标，适用于科学技术和后台处理等。
  2. 响应时间优先的并发收集器（CMS），并发收集器主要是保证系统的响应时间，减少垃圾收集时的停顿时间。适用于应用服务器、电信领域等。

常见配置汇总

  1. 堆设置
    Xms:初始堆大小
    Xmx:最大堆大小
    XX:NewSize=n:设置年轻代大小
    XX:NewRatio=n:设置年轻代和年老代的比值。如:为3，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: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:MaxPermSize=n:设置持久代大小
  2. 收集器设置
    XX:+UseSerialGC:设置串行收集器
    XX:+UseParallelGC:设置并行收集器
    XX:+UseParallelOldGC:设置并行年老代收集器
    XX:+UseConcMarkSweepGC:设置并发收集器
  3. 垃圾回收统计信息
    XX:+PrintGC
    XX:+PrintGCDetails
    XX:+PrintGCTimeStamps
    Xloggc:filename：将GC日志输出到文件
  4. 并行收集器设置
    XX:ParallelGCThreads=n:设置并行收集器收集时使用的CPU数。并行收集线程数。
    XX:MaxGCPauseMillis=n:设置并行收集最大暂停时间
    XX:GCTimeRatio=n:设置垃圾回收时间占程序运行时间的百分比。公式为1/(1+n)
  5. 并发收集器设置
    XX:+CMSIncrementalMode:设置为增量模式。适用于单CPU情况。
    XX:ParallelGCThreads=n:设置并发收集器年轻代收集方式为并行收集时，使用的CPU数。
    并行收集线程数。

四、调优总结

  1. 年轻代大小选择
    响应时间优先的应用：年轻代尽可能设大，直到接近系统的最低响应时间限制（根据实际情况选择）。在此种情况下，年轻代收集发生的频率也是最小的。同时，减少到达年老代的对象。吞吐量优先的应用：年轻代尽可能的设置大，可能到达GB的程度。因为对响应时间没有要求，垃圾收集可以并行进行，一般适合8CPU以上的应用。

  2. 年老代大小选择
    响应时间优先的应用：年老代使用并发收集器，所以其大小需要小心设置，一般要考虑并发会话率和会话持续时间等一些参数。如果堆设置小了，可以会造成内存碎片、高回收频率以及应用暂停而使用传统的标记清除方式；如果堆大了，则需要较长的收集时间。最优化的方案，一般需要参考以下数据获得：

    并发垃圾收集信息
    持久代并发收集次数
    传统GC信息
    花在年轻代和年老代回收上的时间比例

    减少年轻代和年老代垃圾收集花费的时间，一般会提高应用的效率。
    吞吐量优先的应用：一般吞吐量优先的应用都有一个很大的年轻代和一个较小的年老代。原因是，这样可以尽可能回收掉大部分短期对象，减少中期的对象，而年老代尽量存放长期存活对象。

  3. 较小堆引起的碎片问题
    因为年老代的并发收集器使用标记-清除算法，所以不会对堆进行压缩。当堆空间较小时，运行一段时间以后，就会出现“碎片”，如果并发收集器找不到足够的空间，那么并发收集器将会停止，然后使用传统的标记、清除方式进行回收。如果出现“碎片”，可能需要进行如下配置：
    XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：使用并发收集器时，开启对年老代的压缩。
    XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0：上面配置开启的情况下，这里设置多少次Full GC后，对年老代进行压缩。

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