2019年Java大廠面試題講解（周陽） 之 JVM參數調優

JVM參數調優

前言

JVM參數類型

查看運行的Java程序，JVM參數是否開啟，具體值為多少？

題外話（坑題）

查看JVM默認參數

工作中常用的JVM基本配置參數

查看堆內存

打印JVM默認參數

生活常用調優參數

GC垃圾收集

Full GC垃圾回收

-XX:SurvivorRatio

-XX:NewRatio（了解）

-XX:MaxTenuringThreshold

前言

你說你做過JVM調優和參數配置，請問如何盤點查看JVM系統默認值

使用jps和jinfo進行查看

-Xms：初始堆空間 -Xmx：堆最大值 -Xss：棧空間

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-Xms 和 -Xmx最好調整一致，防止JVM頻繁進行收集和回收

JVM參數類型

標配參數（從JDK1.0 - Java12都在，很穩定）

-version

-help

java -showversion

X參數（了解）

-Xint：解釋執行

-Xcomp：第一次使用就編譯成本地代碼

-Xmixed：混合模式

XX參數（重點）

Boolean類型

公式：-XX:+ 或者-某個屬性 + 表示開啟，-表示關閉

Case：-XX:-PrintGCDetails：表示關閉了GC詳情輸出

key-value類型

公式：-XX:屬性key=屬性value

不滿意初始值，可以通過下列命令調整

case：如何：-XX:MetaspaceSize=21807104：查看Java元空間的值

查看運行的Java程序，JVM參數是否開啟，具體值為多少？

首先我們運行一個HelloGC的java程序

/** * @author: 輕狂書生FS * @create: 2020-04-19-12:14 */ public class HelloGC { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { System.out.println("hello GC"); Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE); } }

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然后使用下列命令查看它的默認參數

jps：查看java的后臺進程 jinfo：查看正在運行的java程序

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具體使用：

jps -l得到進程號

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12608 com.moxi.interview.study.GC.HelloGC 15200 sun.tools.jps.Jps 15296 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer36 4528 12216 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher 9772 org.jetbrains.kotlin.daemon.KotlinCompileDaemon

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查看到HelloGC的進程號為：12608

我們使用jinfo -flag 然后查看是否開啟PrintGCDetails這個參數

jinfo -flag PrintGCDetails 12608

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得到的內容為

-XX:-PrintGCDetails

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上面提到了，-號表示關閉，即沒有開啟PrintGCDetails這個參數

下面我們需要在啟動HelloGC的時候，增加 PrintGCDetails這個參數，需要在運行程序的時候配置JVM參數

然后在VM Options中加入下面的代碼，現在+號表示開啟

-XX:+PrintGCDetails

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然后在使用jinfo查看我們的配置

jps -l jinfo -flag PrintGCDetails 13540

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得到的結果為

-XX:+PrintGCDetails

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我們看到原來的-號變成了+號，說明我們通過 VM Options配置的JVM參數已經生效了

使用下列命令，會把jvm的全部默認參數輸出

jinfo -flags ***

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題外話（坑題）

兩個經典參數：-Xms 和 -Xmx，這兩個參數 如何解釋

這兩個參數，還是屬于XX參數，因為取了別名

-Xms 等價于 -XX:InitialHeapSize ：初始化堆內存（默認只會用最大物理內存的64分1）

-Xmx 等價于 -XX:MaxHeapSize ：最大堆內存（默認只會用最大物理內存的4分1）

查看JVM默認參數

-XX:+PrintFlagsInitial

主要是查看初始默認值

公式

java -XX:+PrintFlagsInitial -version

java -XX:+PrintFlagsInitial（重要參數）

-XX:+PrintFlagsFinal：表示修改以后，最終的值

會將JVM的各個結果都進行打印

如果有 := 表示修改過的， = 表示沒有修改過的

工作中常用的JVM基本配置參數

查看堆內存

查看JVM的初始化堆內存 -Xms 和最大堆內存 Xmx

/** * @author: 輕狂書生FS * @create: 2020-04-19-12:14 */ public class HelloGC { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { // 返回Java虛擬機中內存的總量 long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory(); // 返回Java虛擬機中試圖使用的最大內存量 long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory(); System.out.println("TOTAL_MEMORY(-Xms) = " + totalMemory + "(字節)、" + (totalMemory / (double)1024 / 1024) + "MB"); System.out.println("MAX_MEMORY(-Xmx) = " + maxMemory + "(字節)、" + (maxMemory / (double)1024 / 1024) + "MB"); } }

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運行結果為：

TOTAL_MEMORY(-Xms) = 257425408(字節)、245.5MB MAX_MEMORY(-Xmx) = 3790077952(字節)、3614.5MB

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-Xms 初始堆內存為：物理內存的1/64 -Xmx 最大堆內存為：系統物理內存的 1/4

打印JVM默認參數

使用 -XX:+PrintCommandLineFlags 打印出JVM的默認的簡單初始化參數

比如我的機器輸出為：

-XX:InitialHeapSize=266376000 -XX:MaxHeapSize=4262016000 -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelGC

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生活常用調優參數

-Xms：初始化堆內存，默認為物理內存的1/64，等價于 -XX:initialHeapSize

-Xmx：最大堆內存，默認為物理內存的1/4，等價于-XX:MaxHeapSize

-Xss：設計單個線程棧的大小，一般默認為512K~1024K，等價于 -XX:ThreadStackSize

使用 jinfo -flag ThreadStackSize 會發現 -XX:ThreadStackSize = 0

這個值的大小是取決于平臺的

Linux/x64:1024KB

OS X：1024KB

Oracle Solaris：1024KB

Windows：取決于虛擬內存的大小

-Xmn：設置年輕代大小

-XX:MetaspaceSize：設置元空間大小

元空間的本質和永久代類似，都是對JVM規范中方法區的實現，不過元空間與永久代之間最大的區別在于：元空間并不在虛擬機中，而是使用本地內存，因此，默認情況下，元空間的大小僅受本地內存限制。

-Xms10m -Xmx10m -XX:MetaspaceSize=1024m -XX:+PrintFlagsFinal

但是默認的元空間大小：只有20多M

為了防止在頻繁的實例化對象的時候，讓元空間出現OOM，因此可以把元空間設置的大一些

-XX:PrintGCDetails：輸出詳細GC收集日志信息

GC

Full GC

GC日志收集流程圖

我們使用一段代碼，制造出垃圾回收的過程

首先我們設置一下程序的啟動配置: 設置初始堆內存為10M，最大堆內存為10M

-Xms10m -Xmx10m -XX:+PrintGCDetails

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然后用下列代碼，創建一個 非常大空間的byte類型數組

byte [] byteArray = new byte[50 * 1024 * 1024];

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運行后，發現會出現下列錯誤，這就是OOM：java內存溢出，也就是堆空間不足

Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space at com.moxi.interview.study.GC.HelloGC.main(HelloGC.java:22)

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同時還打印出了GC垃圾回收時候的詳情

[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 1972K->504K(2560K)] 1972K->740K(9728K), 0.0156109 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.03 secs] [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 504K->480K(2560K)] 740K->772K(9728K), 0.0007815 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] [Full GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 480K->0K(2560K)] [ParOldGen: 292K->648K(7168K)] 772K->648K(9728K), [Metaspace: 3467K->3467K(1056768K)], 0.0080505 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs] [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 0K->0K(2560K)] 648K->648K(9728K), 0.0003035 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] [Full GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 0K->0K(2560K)] [ParOldGen: 648K->630K(7168K)] 648K->630K(9728K), [Metaspace: 3467K->3467K(1056768K)], 0.0058502 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs] Heap PSYoungGen total 2560K, used 80K [0x00000000ffd00000, 0x0000000100000000, 0x0000000100000000) eden space 2048K, 3% used [0x00000000ffd00000,0x00000000ffd143d8,0x00000000fff00000) from space 512K, 0% used [0x00000000fff00000,0x00000000fff00000,0x00000000fff80000) to space 512K, 0% used [0x00000000fff80000,0x00000000fff80000,0x0000000100000000) ParOldGen total 7168K, used 630K [0x00000000ff600000, 0x00000000ffd00000, 0x00000000ffd00000) object space 7168K, 8% used [0x00000000ff600000,0x00000000ff69dbd0,0x00000000ffd00000) Metaspace used 3510K, capacity 4500K, committed 4864K, reserved 1056768K class space used 389K, capacity 392K, committed 512K, reserved 1048576K

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問題發生的原因：

因為們通過 -Xms10m 和 -Xmx10m 只給Java堆棧設置了10M的空間，但是創建了50M的對象，因此就會出現空間不足，而導致出錯

同時在垃圾收集的時候，我們看到有兩個對象：GC 和 Full GC

GC垃圾收集

GC在新生區

[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 1972K->504K(2560K)] 1972K->740K(9728K), 0.0156109 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.03 secs]

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GC (Allocation Failure)：表示分配失敗，那么就需要觸發年輕代空間中的內容被回收

[PSYoungGen: 1972K->504K(2560K)] 1972K->740K(9728K), 0.0156109 secs]

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參數對應的圖為：

Full GC垃圾回收

Full GC大部分發生在養老區

[Full GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 0K->0K(2560K)] [ParOldGen: 648K->630K(7168K)] 648K->630K(9728K), [Metaspace: 3467K->3467K(1056768K)], 0.0058502 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs]

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規律：

[名稱： GC前內存占用 -> GC后內存占用 (該區內存總大小)]

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當我們出現了老年代都扛不住的時候，就會出現OOM異常

-XX:SurvivorRatio

調節新生代中 eden 和 S0、S1的空間比例，默認為 -XX:SuriviorRatio=8，Eden:S0:S1 = 8:1:1

加入設置成 -XX:SurvivorRatio=4，則為 Eden:S0:S1 = 4:1:1

SurvivorRatio值就是設置eden區的比例占多少，S0和S1相同

Java堆從GC的角度還可以細分為：新生代（Eden區，From Survivor區合To Survivor區）和老年代

eden、SurvivorFrom復制到SurvivorTo，年齡 + 1

首先，當Eden區滿的時候會觸發第一次GC，把還活著的對象拷貝到SurvivorFrom去，當Eden區再次觸發GC的時候會掃描Eden區合From區域，對這兩個區域進行垃圾回收，經過這次回收后還存活的對象，則直接復制到To區域（如果對象的年齡已經到達老年的標準，則賦值到老年代區），通知把這些對象的年齡 + 1

清空eden、SurvivorFrom

然后，清空eden，SurvivorFrom中的對象，也即復制之后有交換，誰空誰是to

SurvivorTo和SurvivorFrom互換

最后，SurvivorTo和SurvivorFrom互換，原SurvivorTo成為下一次GC時的SurvivorFrom區，部分對象會在From和To區域中復制來復制去，如此交換15次（由JVM參數MaxTenuringThreshold決定，這個參數默認為15），最終如果還是存活，就存入老年代

-XX:NewRatio（了解）

配置年輕代new 和老年代old 在堆結構的占比

默認： -XX:NewRatio=2 新生代占1，老年代2，年輕代占整個堆的1/3

-XX:NewRatio=4：新生代占1，老年代占4，年輕代占整個堆的1/5，NewRadio值就是設置老年代的占比，剩下的1個新生代

新生代特別小，會造成頻繁的進行GC收集

-XX:MaxTenuringThreshold

設置垃圾最大年齡，SurvivorTo和SurvivorFrom互換，原SurvivorTo成為下一次GC時的SurvivorFrom區，部分對象會在From和To區域中復制來復制去，如此交換15次（由JVM參數MaxTenuringThreshold決定，這個參數默認為15），最終如果還是存活，就存入老年代

這里就是調整這個次數的，默認是15，并且設置的值 在 0~15之間

查看默認進入老年代年齡：jinfo -flag MaxTenuringThreshold 17344

-XX:MaxTenuringThreshold=0：設置垃圾最大年齡。如果設置為0的話，則年輕對象不經過Survivor區，直接進入老年代。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的值，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念

Java JVM

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