JVM虚拟机选项：Xms Xmx PermSize MaxPermSize区别（转）

java启动参数共分为三类

其一是标准参数（ -），所有的JVM实现都必须实现这些参数的功能，而且向后兼容

其二是非标准参数（ -X），默认jvm实现这些参数的功能，但是并不保证所有jvm实现都满足，且不保证向后兼容

其三是非Stable参数（ -XX），此类参数各个jvm实现会有所不同，将来可能会随时取消，需要慎重使用



java虽然是自动回收内存，但是应用程序，尤其服务器程序最好根据业务情况指明内存分配限制。
否则可能导致应用程序宕掉。

举例说明含义：
-Xms128m
表示JVM Heap(堆内存)最小尺寸128MB，初始分配
-Xmx512m
表示JVM Heap(堆内存)最大允许的尺寸256MB，按需分配。

说明：如果-Xmx不指定或者指定偏小，应用可能会导致java.lang.OutOfMemory错误。

IDEA中配置 -Xms  -Xmx 示例:




PermSize和MaxPermSize指明虚拟机为java永久生成对象（Permanate generation）
如，class对象、方法对象这些可反射（reflective）对象分配内存限制，这些内存不包括在Heap（堆内存）区之中。

-XX:PermSize=64MB 最小尺寸，初始分配
-XX:MaxPermSize=256MB 最大允许分配尺寸，按需分配
过小会导致：java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space

MaxPermSize缺省值和-server -client选项相关。
-server选项下默认MaxPermSize为64m
-client选项下默认MaxPermSize为32m


经验：
1、慎用最小限制选项Xms,PermSize已节约系统资源。

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近期研究对jvm的内存使用情况进行监控，因此对观察虚拟机的内存使用方法做了一些收集，对jvm的参数设置了解了一下：

几个基本概念：

PermGen space：全称是Permanent Generation space，即永久代。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，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。
Heap space：存放Instance。Java Heap分为3个区，Young即新生代，Old即老生代和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。

几个参数设置的意义：

xms/xmx：定义YOUNG+OLD段的总尺寸，
ms为JVM启动时YOUNG+OLD的内存大小；
mx为最大可占用的YOUNG+OLD内存大小。
在用户生产环境上一般将这两个值设为相同，以减少运行期间系统在内存申请上所花的开销。


NewSize/MaxNewSize：定义YOUNG段的尺寸，
NewSize为JVM启动时YOUNG的内存大小；
MaxNewSize为最大可占用的YOUNG内存大小。

在用户生产环境上一般将这两个值设为相同，以减少运行期间系统在内存申请上所花的开销。
PermSize/MaxPermSize：定义Perm段的尺寸，PermSize为JVM启动时Perm的内存大小；MaxPermSize为最大可占用的Perm内存大小。在用户生产环境上一般将这两个值设为相同，以减少运行期间系统在内存申请上所花的开销。
SurvivorRatio：设置YOUNG代中Survivor空间和Eden空间的比例

申请一块内存的过程：

A. JVM会试图为相关Java对象在Eden中初始化一块内存区域
B. 当Eden空间足够时，内存申请结束。否则到下一步
C. JVM试图释放在Eden中所有不活跃的对象（这属于1或更高级的垃圾回收）；释放后若Eden空间仍然不足以放入新对象，则试图将部分Eden中活跃对象放入Survivor区/OLD区
D. Survivor区被用来作为Eden及OLD的中间交换区域，当OLD区空间足够时，Survivor区的对象会被移到Old区，否则会被保留在Survivor区
E. 当OLD区空间不够时，JVM会在OLD区进行完全的垃圾收集（0级）
F. 完全垃圾收集后，若Survivor及OLD区仍然无法存放从Eden复制过来的部分对象，导致JVM无法在Eden区为新对象创建内存区域，则出现”out of memory错误”

我们的一种resin服务器的jvm参数设置：

“-Xmx2000M -Xms2000M -Xmn500M -XX:PermSize=250M -XX:MaxPermSize=250M -Xss256K -XX:+DisableExplicitGC -XX:SurvivorRatio=1 -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0 -XX:+CMSClassUnloadingEnabled -XX:LargePageSizeInBytes=128M -XX:+UseFastAccessorMethods -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=60 -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=0 -XX:+PrintClassHistogram -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:log/gc.log”

 是一种典型的响应时间优先型的配置。

Java中有四种不同的回收算法，对应的启动参数为
–XX:+UseSerialGC
–XX:+UseParallelGC
–XX:+UseParallelOldGC
–XX:+UseConcMarkSweepGC

1. Serial Collector
大部分平台或者强制 java -client 默认会使用这种。
young generation算法 = serial
old generation算法 = serial (mark-sweep-compact)
这种方法的缺点很明显，stop-the-world, 速度慢。服务器应用不推荐使用。

2. Parallel Collector
在linux x64上默认是这种，其他平台要加 java -server 参数才会默认选用这种。
young = parallel，多个thread同时copy
old = mark-sweep-compact = 1
优点：新生代回收更快。因为系统大部分时间做的gc都是新生代的，这样提高了throughput(cpu用于非gc时间)
缺点：当运行在8G/16G server上old generation live object太多时候pause time过长

3. Parallel Compact Collector (ParallelOld)
young = parallel = 2
old = parallel，分成多个独立的单元，如果单元中live object少则回收，多则跳过
优点：old old generation上性能较 parallel 方式有提高
缺点：大部分server系统old generation内存占用会达到60%-80%, 没有那么多理想的单元live object很少方便迅速回收，同时compact方面开销比起parallel并没明显减少。

4. Concurent Mark-Sweep(CMS) Collector
young generation = parallel collector = 2
old = cms
同时不做 compact 操作。
优点：pause time会降低, pause敏感但CPU有空闲的场景需要建议使用策略4.
缺点：cpu占用过多，cpu密集型服务器不适合。另外碎片太多，每个object的存储都要通过链表连续跳n个地方，空间浪费问题也会增大。

 内存监控的方法：

1.  jmap -heap pid
        查看java 堆（heap）使用情况
 
        using thread-local object allocation.
        Parallel GC with 4 thread(s)          //GC 方式

         Heap Configuration:       //堆内存初始化配置
         MinHeapFreeRatio=40     //对应jvm启动参数-XX:MinHeapFreeRatio设置JVM堆最小空闲比率(default 40)
         MaxHeapFreeRatio=70  //对应jvm启动参数 -XX:MaxHeapFreeRatio设置JVM堆最大空闲比率(default 70)
         MaxHeapSize=512.0MB  //对应jvm启动参数-XX:MaxHeapSize=设置JVM堆的最大大小
         NewSize  = 1.0MB          //对应jvm启动参数-XX:NewSize=设置JVM堆的‘新生代’的默认大小
         MaxNewSize =4095MB   //对应jvm启动参数-XX:MaxNewSize=设置JVM堆的‘新生代’的最大大小
         OldSize  = 4.0MB            //对应jvm启动参数-XX:OldSize=<value>:设置JVM堆的‘老生代’的大小
         NewRatio  = 8         //对应jvm启动参数-XX:NewRatio=:‘新生代’和‘老生代’的大小比率
         SurvivorRatio = 8    //对应jvm启动参数-XX:SurvivorRatio=设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值
          PermSize= 16.0MB       //对应jvm启动参数-XX:PermSize=<value>:设置JVM堆的‘永生代’的初始大小
          MaxPermSize=64.0MB  //对应jvm启动参数-XX:MaxPermSize=<value>:设置JVM堆的‘永生代’的最大大小
 
 
          Heap Usage:               //堆内存分步
          PS Young Generation
          Eden Space:          //Eden区内存分布
            capacity = 20381696 (19.4375MB)  //Eden区总容量
            used     = 20370032 (19.426376342773438MB)  //Eden区已使用
            free     = 11664 (0.0111236572265625MB)  //Eden区剩余容量
            99.94277218147106% used  //Eden区使用比率
         From Space:        //其中一个Survivor区的内存分布
             capacity = 8519680 (8.125MB)
             used     = 32768 (0.03125MB)
             free     = 8486912 (8.09375MB)
             0.38461538461538464% used
        To Space:            //另一个Survivor区的内存分布
            capacity = 9306112 (8.875MB)
            used     = 0 (0.0MB)
            free     = 9306112 (8.875MB)
            0.0% used
        PS Old Generation  //当前的Old区内存分布
            capacity = 366280704 (349.3125MB)
            used     = 322179848 (307.25464630126953MB)
            free     = 44100856 (42.05785369873047MB)
            87.95982001825573% used
        PS Perm Generation  //当前的 “永生代” 内存分布
            capacity = 3

 http://blog.sina.com.cn/s/blog_684fe8af0100v4mt.html

调试参数

打印启动参数

可以查看默认参数

  1. java -XX:+PrintCommandLineFlags-version

打印GC日志

不要用 XX:+UseGCLogFileRotation，这个会丢失旧的日志文件，而且重启会覆盖当前日志文件：

  1. -XX:+PrintGCDetails-XX:+PrintGCDateStamps-Xloggc:/home/GCEASY/gc.log -XX:+UseGCLogFileRotation-XX:NumberOfGCLogFiles=5-XX:GCLogFileSize=20M

应该用下面这个

  1. -XX:+PrintGCDetails-XX:+PrintGCDateStamps-Xloggc:/home/GCEASY/gc-%t.log

打印ClassLoader日志

这个参数会在控制台打印所有类加载/卸载信息

  1. -XX:+TraceClassLoading-XX:+TraceClassUnloading

OOM时Dump内存

  1. -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError-XX:HeapDumpPath=/crashes/my-heap-dump.hprof

OOM时执行脚本（比如重启）

  1. -XX:OnOutOfMemoryError=/scripts/restart-myapp.sh

打印JIT时间

  1. -XX:-CITime

方法被编译时打印相关信息

  1. -XX:-PrintCompilation

JMX

  1. -Djava.net.preferIPv4Stack=true

  2. -Dcom.sun.management.jmxremote

  3. -Djava.rmi.server.hostname={hostname}

  4. -Dcom.sun.management.jmxremote.port={port}

  5. -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false

内存类

JVM设置内存的单位默认是字节（不加单位的情况下）。

也可以在大小后面增加单位，例如：

  1. -Xmn256m

  2. -Xmn262144k

  3. -Xmn268435456

设置初始新生代大小

  1. -XX:NewSize=2G(也可以是2M)

设置最大新生代大小

  1. -XX:MaxNewSize=2G(也可以是2M)

注意：-Xmn优先级大于-XX:NewRatio

设置Eden/Survivor比例

表示两个Survivor和Edgen区的比，8表示两个Survivor:Eden=2:8，即一个Survivor占新生代的1/10。

计算方式为：

  1. SurvivorSize(1) = YoungGenerationSize/ (2+<SurvivorRatio)

  2. EdenSize= YoungGenerationSize/ (2+SurvivorRatio) * SurvivorRatio

配置：

  1. -XX:SurvivorRatio=8

8也是默认的比例，不过这个比例在Parallel Scavenge（新生代并行回收器，JDK5以后的默认新生代回收器）回收器下是动态的，运行时会出现Eden/Survivor比例和配置的不同。整编：微信公众号，搜云库技术团队，ID：souyunku

由于与吞吐量关系密切，Parallel Scavenge收集器也经常称为“吞吐量优先”收集器。除上述两个参数之外，Parallel Scavenge收集器还有一个参数-XX:+UseAdaptiveSizePolicy值得关注。这是一个开关参数，当这个参数打开之后，就不需要手工指定新生代的大小（-Xmn）、Eden与Survivor区的比例（-XX:SurvivorRatio）、晋升老年代对象年龄（-XX:PretenureSizeThreshold）等细节参数了，虚拟机会根据当前系统的运行情况收集性能监控信息，动态调整这些参数以提供最合适的停顿时间或者最大的吞吐量，这种调节方式称为GC自适应的调节策略（GC Ergonomics)[插图]。如果读者对于收集器运作原来不太了解，手工优化存在困难的时候，使用Parallel Scavenge收集器配合自适应调节策略，把内存管理的调优任务交给虚拟机去完成将是一个不错的选择。只需要把基本的内存数据设置好（如-Xmx设置最大堆），然后使用MaxGCPauseMillis参数（更关注最大停顿时间）或GCTimeRatio （更关注吞吐量）参数给虚拟机设立一个优化目标，那具体细节参数的调节工作就由虚拟机完成了。自适应调节策略也是Parallel Scavenge收集器与ParNew收集器的一个重要区别。

https://docs.oracle.com/javas...

设置老年代大小

老年代大小无法直接设置，只能通过堆大小+分配比例进行调整

  1. #设置新老一代大小之间的比率。默认值为2。2表示New Size:Old Size=1:2，则新生代占堆大小的1/3，老年代占堆大小的2/3

  2. -XX:NewRatio=2

新生代老年代大小计算方式为：

  1. NewSize= HeapSize/ NewRatio+ 1

  2. OldSize= (HeapSize/ NewRatio+ 1) * NewRatio

设置永久代(PermGen/MetaSpace)大小

  1. #设置分配给永久生成的空间，如果超出该空间，则会触发垃圾回收。此选项在JDK 8中已弃用，并由-XX：MetaspaceSize选项取代。

  2. -XX:PermSize=size

  3. #设置最大永久生成空间大小（以字节为单位）。此选项在JDK 8中已弃用，并由-XX：MaxMetaspaceSize选项取代。

  4. -XX:MaxPermSize=size

  6. #设置分配的Metaspace的大小，Metaspace将在首次超过垃圾收集时触发垃圾收集。垃圾收集的阈值取决于使用的元数据量而增加或减少。默认大小取决于平台。

  7. -XX:MetaspaceSize=size

  9. #设置可以分配给Metaspace的最大本机内存。默认情况下，大小不受限制。应用程序的Metaspace量取决于应用程序本身，其他正在运行的应用程序以及系统上可用的内存量

  10. -XX:MaxMetaspaceSize=size

初始大小和最大值的区别

初始值（比如 -Xms）为JVM启动是向操作系统申请的内存大小( malloc)，最大值（比如 -Xmx）表示，当使用的内存超过初始值后扩容的最大值

PS: JVM配置了多少内存并不是说启动后就会占用多少物理内存，因为操作系统的内存分配是惰性的。对于已申请的内存虽然会分配地址空间，但并不会直接占用物理内存，真正使用的时候才会映射到实际的物理内存。

GC类

这里说一下PermGen/Metaspace的GC，没有查到官方资料说永久代的固定垃圾回收器，但是在stackoverflow上有人回答到：

所有垃圾回收器都会回收永久代，包括PS/CMS，但并不是每个GC周期都会清理永久代。

这个不用纠结，看GC日志里清理的信息即可。

Serial/Serial Old

最古老的，单线程，独占式，成熟，每次GC会STW，适合单CPU 服务器

Serial是一个新生代收集器，Serial Old是Serial收集器的的老年代版本

新生代和老年代都用串行收集器

  1. -XX:+UseSerialGC

新生代使用ParallerGC，老年代使用Serial Old

  1. -XX:+UseParallelGC

ParNew

和Serial基本没区别，唯一的区别：多线程，多CPU的，停顿时间比Serial少

新生代使用ParNew，老年代使用Serial Old

  1. -XX:+UseParNewGC（在Java8中已弃用，在Java9中已删除）

Parallel Scavenge（ParallerGC）/Parallel Old

关注吞吐量的垃圾收集器，高吞吐量则可以高效率地利用CPU时间，尽快完成程序的运算任务，主要适合在后台运算而不需要太多交互的任务。整编：微信公众号，搜云库技术团队，ID：souyunku

所谓吞吐量就是CPU用于运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的比值，即吞吐量=运行用户代码时间/（运行用户代码时间+垃圾收集时间），虚拟机总共运行了100分钟，其中垃圾收集花掉1分钟，那吞吐量就是99%。

Parallel Scavenge是一个新生代收集器，Parallel Old是Parallel Scavenge收集器的的老年代版本

新生代使用ParallerGC，老年代使用Parallel Old

  1. -XX:+UseParallelGC

  2. #等价于

  3. -XX:+UseParallelOldGC

Concurrent Mark Sweep （CMS）

CMS（Concurrent Mark Sweep），收集器是一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器，一个老年代垃圾回收器。目前很大一部分的Java应用集中在互联网站或者B/S系统的服务端上，这类应用尤其重视服务的响应速度，希望系统停顿时间最短，以给用户带来较好的体验。CMS收集器就非常符合这类应用的需求。

新生代使用ParNew，老年代的用CMS

  1. -XX:+UseConcMarkSweepGC

G1

使用G1收集器

  1. -XX:+UseG1GC

垃圾回收器的组合

下面是一些缺省的写法

JDK7

  1. JAVA_MEM_OPTS=" -server -Xmx2g -Xms2g -Xmn256m -XX:PermSize=128m -Xss256k -XX:+DisableExplicitGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:LargePageSizeInBytes=128m -XX:+UseFastAccessorMethods -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 "

  2. JAVA_DEBUG_OPTS=" -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:/home/GCEASY/gc-%t.log -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/crashes/my-heap-dump.hprof -XX:OnOutOfMemoryError=/scripts/restart-myapp.sh "

JDK8

  1. JAVA_MEM_OPTS=" -server -Xmx2g -Xms2g -Xmn256m -XX:MetaspaceSize=256m -Xss1024m -XX:+DisableExplicitGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:LargePageSizeInBytes=128m -XX:+UseFastAccessorMethods -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 "

  2. JAVA_DEBUG_OPTS=" -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:/home/GCEASY/gc-%t.log -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/crashes/my-heap-dump.hprof -XX:OnOutOfMemoryError=/scripts/restart-myapp.sh "

关于G1，虽然说JDK8中已经支持G1了，但是并不是说一定需要。

G1的重要特点是为用户的应用程序的提供一个低GC延时和大内存GC的解决方案，适用于大内存场景（官方推荐堆6G以上）

如果程序正在使用CMS或ParallelOld垃圾回收器，并且具有一个或多个以下特征，那么则可以考虑升级为G1：

  • Full GC持续时间太长或太频繁

  • 对象分配率或年轻代升级老年代很频繁

  • 垃圾收集时间或压缩暂停（超过0.5至1秒）时间过长

PS：如果正在使用CMS或ParallelOld收集器，并且程序没有遇到长时间的垃圾收集暂停，那么就不需要升级到G1

作者：空无

来源：http://suo.im/5Y8mTF

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