JVM参数调优（GC 回收器 选择）
JVM参数调优（不要为了调优而调优。基于证据，有的放矢。）
调优参数放最后了
对生产测试的JVM分析可以看这篇文章：JVM分析（OOM、死锁、死循环）（JProfiler、arthas、jdk调优工具（命令行））-CSDN博客
一般情况下JVM需要调优吗
Oracle/Sun 的 JVM 工程师们，他们为JVM设定了**“通用型”**的默认配置。这些默认配置在绝大多数情况下能工作得很好，实现了“开箱即用”，这也是为什么 java 能这么火的原因之一。
既然博主放了别人的话，也认同一般（绝大数）情况下 JVM 是不需要调优的，那为什么有这篇文章呢？
因为 JVM 设置了**“通用型”的默认配置，那么“通用”意味着它不是为你的特定应用量身定制的**，所以我们也要了解JVM的一些调优参数，而且有几个参数也是必须添加的（比如导出 OOM 时的 dump 文件，和记录 GC 日志，可以让我们后续优化代码，提高项目的质量）
调优目标
我们需要根据三个指标调优：低延迟、高吞吐量、低内存占用
- 低延迟：缩短每次GC操作的响应时间，最大限度的减少 STW
- 高吞吐量：在单位时间内，最大化应用程序的工作量。公式：吞吐量 = 用户线程总时间 / 总时间（用户线程总时间 + GC 暂停总时间），高吞吐量就是缩短 GC 暂停总时间
- 低内存占用：使应用程序在运行时消耗尽可能少的内存
这是一个经典的“不可能三角”，我们最多只能选择其中两个进行调优
但就算选择低延迟和高吞吐也不能完美的兼得
而低内存占用看似好解决（钞能力，内存加加加，加到厌倦，只要内存加大了，那么堆占用的比例（最大为物理内存的 1/4）就下降了），但哪个公司不希望降低成本呢
- 低延迟 vs 高吞吐量：
- 追求极致低延迟（如使用ZGC），GC会更频繁地、以更短的时间片段运行，这会增加GC的总开销（上下文切换、屏障操作等），可能会牺牲一部分吞吐量，并且因为设置的低延迟时间，可能造成垃圾回收不完，堆积多了造成 FULL GC 更影响用户体验（例如 CMS ，所以在 JDK9 就删除了 CMS）。
- 追求极致高吞吐量（如使用Parallel GC），会让GC线程更充分地利用CPU，但一次GC的STW时间可能较长，会牺牲延迟。
- 低内存占用 vs (低延迟/高吞吐量)：
- 这是最直接的冲突。如果你把堆内存设置得很小（低内存占用），那么GC触发的频率会非常高（因为堆很快就被填满了）。
- 高频率的GC会导致：1) 吞吐量下降（CPU更多时间用在GC上）；2) 延迟增加（虽然每次GC时间短，但总停顿时间可能变多，且碎片化停顿对延迟敏感型应用不友好）。
- 反之，一个大的堆内存可以减少GC频率，为追求低延迟或高吞吐量提供基础。用空间换时间。
垃圾回收器
低延迟、高吞吐量主要通过调整垃圾回收器达到目的
JDK8的7种的主要配置
Serial GC + Serial Old GC：主要场景为单核（CPU）服务器
ParNew + CMS + Serial Old：主要场景为用户端，CMS 优点为低延迟，但如果垃圾满了，或者碎片空间不够（CMS使用的是标记清除算法，会有碎片），JVM 会用 Serial Old 收集器来执行 Full GC，而 Serial Old 是单线程的。这会导致一次非常长的停顿，完全违背了 CMS 设计之初低延迟的目标。而 ParNew 的主要工作就是作为 CMS 的新生代搭档，CMS 被移除后，虽然 ParNew 的代码未被完全删除，但也失去了其存在的价值，无法再被有效使用。
Parallel Scavenge + Parallel Old：主要场景为服务端，优点为高吞吐，也是 JDK8 默认的垃圾回收器，用就完了
G1：服务端应用，取代CMS，优点为低延迟，也是 JDK9 默认的垃圾回收器，用就完了，JK8 虽然也有 G1，但听说效能并没有多好，JDK9 专门对 G1 做了优化的
各个垃圾回收器
| 收集器名称 | 类型 | 作用代区 | 算法 | 设计目标 | 适用场景 | JVM 参数（启用） | 版本状态与备注 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Serial | 串行 | 新生代 | 复制 | 响应速度 | Client模式、单CPU环境、微服务/容器（低配置） | -XX:+UseSerialGC | JDK所有版本均存在 |
| Serial Old | 串行 | 老年代 | 标记-整理 | 响应速度 | Client模式、CMS后备方案 | (通常随 -XX:+UseSerialGC 或作为CMS后备自动启用) | JDK所有版本均存在 |
| ParNew | 并行 | 新生代 | 复制 | 响应速度 | 与CMS收集器搭配使用 | -XX:+UseParNewGC | JDK 8及之前有效，JDK 9+ 因CMS移除而渐废 |
| Parallel Scavenge | 并行 | 新生代 | 复制 | 吞吐量 | 后台计算、批处理任务 | -XX:+UseParallelGC | JDK 8默认 |
| Parallel Old | 并行 | 老年代 | 标记-整理 | 吞吐量 | 与Parallel Scavenge搭配，用于后台计算 | -XX:+UseParallelOldGC | JDK 8默认 |
| CMS | 并发 | 老年代 | 标记-清除 | 响应速度 | B/S系统服务端、互联网站 | -XX:+UseConcMarkSweepGC | JDK 9废弃，JDK 14移除 |
| G1 | 并发 | 全域 | 标记-整理+复制 | 响应速度 | 服务端应用，取代CMS | -XX:+UseG1GC | JDK 7u4引入，JDK 9+ 默认 |
| ZGC | 并发 | 全域 | 染色指针 | 超低延迟 | 超大堆内存、极致延迟要求 | -XX:+UseZGC | JDK 11引入(实验)，JDK 15 production-ready，JDK 21 LTS性能卓越 |
| Shenandoah | 并发 | 全域 | Brooks指针 | 低延迟 | 与ZGC类似，Red Hat贡献 | -XX:+UseShenandoahGC | JDK 12引入(实验)，JDK 15 production-ready |
JVM参数：
1、基本参数
| 参数名称 | 含义 | 默认值 | |
|---|---|---|---|
| -Xms | 初始堆大小 | 内存的1/64 | 默认(MinHeapFreeRatio参数可以调整)空余堆内存小于40%时，JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制. |
| -Xmx | 最大堆大小 | 内存的1/4 | 默认(MaxHeapFreeRatio参数可以调整)空余堆内存大于70%时，JVM会减少堆直到 -Xms的最小限制 |
| -Xmn | 年轻代大小 | 注意：此处的大小是（eden+ 2 survivor space).与jmap -heap中显示的New gen是不同的。 整个堆大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小. 增大年轻代后,将会减小年老代大小.此值对系统性能影响较大,Sun官方推荐配置为整个堆的3/8 | |
| -XX:NewSize | 设置年轻代大小 | ||
| -XX:MaxNewSize | 年轻代最大值 | ||
| -XX:PermSize | 设置持久代(perm gen)初始值 | 内存的1/64 | JDK1.8以前 |
| -XX:MaxPermSize | 设置持久代最大值 | 内存的1/4 | JDK1.8以前 |
| -Xss | 每个线程的堆栈大小 | JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M,以前每个线程堆栈大小为256K.更具应用的线程所需内存大小进行 调整.在相同物理内存下,减小这个值能生成更多的线程.但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的,不能无限生成,经验值在3000~5000左右 一般小的应用， 如果栈不是很深， 应该是128k够用的 大的应用建议使用256k。这个选项对性能影响比较大，需要严格的测试。（校长） 和threadstacksize选项解释很类似,官方文档似乎没有解释,在论坛中有这样一句话:"” -Xss is translated in a VM flag named ThreadStackSize” 一般设置这个值就可以了。 | |
| -XX:ThreadStackSize | Thread Stack Size | (0 means use default stack size) [Sparc: 512; Solaris x86: 320 (was 256 prior in 5.0 and earlier); Sparc 64 bit: 1024; Linux amd64: 1024 (was 0 in 5.0 and earlier); all others 0.] | |
| -XX:NewRatio | 年轻代(包括Eden和两个Survivor区)与年老代的比值(除去持久代) | -XX:NewRatio=4表示年轻代与年老代所占比值为1:4,年轻代占整个堆栈的1/5 Xms=Xmx并且设置了Xmn的情况下，该参数不需要进行设置。 | |
| -XX:SurvivorRatio | Eden区与Survivor区的大小比值 | 设置为8,则两个Survivor区与一个Eden区的比值为2:8,一个Survivor区占整个年轻代的1/10 | |
| -XX:LargePageSizeInBytes | 内存页的大小不可设置过大， 会影响Perm的大小 | =128m | |
| -XX:+UseFastAccessorMethods | 原始类型的快速优化 | ||
| -XX:+DisableExplicitGC | 关闭System.gc() | 这个参数需要严格的测试 | |
| -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent | 关闭System.gc() | disabled | Enables invoking of concurrent GC by using the System.gc() request. This option is disabled by default and can be enabled only together with the -XX:+UseConcMarkSweepGC option. |
| -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrentAndUnloadsClasses | 关闭System.gc() | disabled | Enables invoking of concurrent GC by using the System.gc() request and unloading of classes during the concurrent GC cycle. This option is disabled by default and can be enabled only together with the -XX:+UseConcMarkSweepGC option. |
| -XX:MaxTenuringThreshold | 垃圾最大年龄 | 如果设置为0的话,则年轻代对象不经过Survivor区,直接进入年老代. 对于年老代比较多的应用,可以提高效率.如果将此值设置为一个较大值,则年轻代对象会在Survivor区进行多次复制,这样可以增加对象再年轻代的存活 时间,增加在年轻代即被回收的概率 该参数只有在串行GC时才有效. | |
| -XX:+AggressiveOpts | 加快编译 | ||
| -XX:+UseBiasedLocking | 锁机制的性能改善 | ||
| -Xnoclassgc | 禁用垃圾回收 | ||
| -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB | 每兆堆空闲空间中SoftReference的存活时间 | 1s | softly reachable objects will remain alive for some amount of time after the last time they were referenced. The default value is one second of lifetime per free megabyte in the heap |
| -XX:PretenureSizeThreshold | 对象超过多大是直接在旧生代分配 | 0 | 单位字节 新生代采用Parallel Scavenge GC时无效 另一种直接在旧生代分配的情况是大的数组对象,且数组中无外部引用对象. |
| -XX:TLABWasteTargetPercent | TLAB占eden区的百分比 | 1% | |
| -XX:+CollectGen0First | FullGC时是否先YGC | false |
Jdk7版本的主要参数
| 参数名称 | 含义 | 默认值 | |
|---|---|---|---|
| -XX:PermSize | 设置持久代 | Jdk7版本及以前版本 | |
| -XX:MaxPermSize | 设置最大持久代 | Jdk7版本及以前版本 |
Jdk8版本的重要特有参数
| 参数名称 | 含义 | 默认值 | |
|---|---|---|---|
| -XX:MetaspaceSize | 元空间大小 | Jdk8版本 | |
| -XX:MaxMetaspaceSize | 最大元空间 | Jdk8版本 |
2、并行收集器相关参数
| 参数名称 | 含义 | 默认值 | |
|---|---|---|---|
| -XX:+UseParallelGC | Full GC采用parallel MSC (此项待验证) | 选择垃圾收集器为并行收集器.此配置仅对年轻代有效.即上述配置下,年轻代使用并发收集,而年老代仍旧使用串行收集.(此项待验证) | |
| -XX:+UseParNewGC | 设置年轻代为并行收集 | 可与CMS收集同时使用 JDK5.0以上,JVM会根据系统配置自行设置,所以无需再设置此值 | |
| -XX:ParallelGCThreads | 并行收集器的线程数 | 此值最好配置与处理器数目相等 同样适用于CMS | |
| -XX:+UseParallelOldGC | 年老代垃圾收集方式为并行收集(Parallel Compacting) | 这个是JAVA 6出现的参数选项 | |
| -XX:MaxGCPauseMillis | 每次年轻代垃圾回收的最长时间(最大暂停时间) | 如果无法满足此时间,JVM会自动调整年轻代大小,以满足此值. | |
| -XX:+UseAdaptiveSizePolicy | 自动选择年轻代区大小和相应的Survivor区比例 | 设置此选项后,并行收集器会自动选择年轻代区大小和相应的Survivor区比例,以达到目标系统规定的最低相应时间或者收集频率等,此值建议使用并行收集器时,一直打开. | |
| -XX:GCTimeRatio | 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) | |
| -XX:+ScavengeBeforeFullGC | Full GC前调用YGC | true | Do young generation GC prior to a full GC. (Introduced in 1.4.1.) |
3、CMS相关参数
| 参数名称 | 含义 | 默认值 | |
|---|---|---|---|
| -XX:+UseConcMarkSweepGC | 使用CMS内存收集 | 测试中配置这个以后,-XX:NewRatio=4的配置失效了,原因不明.所以,此时年轻代大小最好用-Xmn设置.??? | |
| -XX:+AggressiveHeap | 试图是使用大量的物理内存 长时间大内存使用的优化，能检查计算资源（内存， 处理器数量） 至少需要256MB内存 大量的CPU／内存， （在1.4.1在4CPU的机器上已经显示有提升） | ||
| -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction | 多少次后进行内存压缩 | 由于并发收集器不对内存空间进行压缩,整理,所以运行一段时间以后会产生"碎片",使得运行效率降低.此值设置运行多少次GC以后对内存空间进行压缩,整理. | |
| -XX:+CMSParallelRemarkEnabled | 降低标记停顿 | ||
| -XX+UseCMSCompactAtFullCollection | 在FULL GC的时候， 对年老代的压缩 | CMS是不会移动内存的， 因此， 这个非常容易产生碎片， 导致内存不够用， 因此， 内存的压缩这个时候就会被启用。 增加这个参数是个好习惯。 可能会影响性能,但是可以消除碎片 | |
| -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly | 使用手动定义初始化定义开始CMS收集 | 禁止hostspot自行触发CMS GC | |
| -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 | 使用cms作为垃圾回收 使用70％后开始CMS收集 | 92 | 为了保证不出现promotion failed(见下面介绍)错误,该值的设置需要满足以下公式CMSInitiatingOccupancyFraction计算公式 |
| -XX:CMSInitiatingPermOccupancyFraction | 设置Perm Gen使用到达多少比率时触发 | 92 | |
| -XX:+CMSIncrementalMode | 设置为增量模式 | 用于单CPU情况 | |
| -XX:+CMSClassUnloadingEnabled |
4、辅助信息
| 参数名称 | 含义 | 默认值 | |
|---|---|---|---|
| -XX:+PrintGC | 输出形式: [GC 118250K->113543K(130112K), 0.0094143 secs] [Full GC 121376K->10414K(130112K), 0.0650971 secs] | ||
| -XX:+PrintGCDetails | 输出形式:[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 | 可与-XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails混合使用 输出形式:11.851: [GC 98328K->93620K(130112K), 0.0082960 secs] | ||
| -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime | 打印垃圾回收期间程序暂停的时间.可与上面混合使用 | 输出形式:Total time for which application threads were stopped: 0.0468229 seconds | |
| -XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime | 打印每次垃圾回收前,程序未中断的执行时间.可与上面混合使用 | 输出形式:Application time: 0.5291524 seconds | |
| -XX:+PrintHeapAtGC | 打印GC前后的详细堆栈信息 | ||
| -Xloggc:filename | 把相关日志信息记录到文件以便分析. 与上面几个配合使用 | ||
| -XX:+PrintClassHistogram | garbage collects before printing the histogram. | ||
| -XX:+PrintTLAB | 查看TLAB空间的使用情况 | ||
| XX:+PrintTenuringDistribution | 查看每次minor GC后新的存活周期的阈值 | Desired survivor size 1048576 bytes, new threshold 7 (max 15) new threshold 7即标识新的存活周期的阈值为7。 |
我的参数（JDK8）：
官方推荐年轻代/老年代=3/8，但默认的就是1/2，我觉得没必要调整
元空间用的物理内存，非必要不调整
垃圾回收器默认的就很优秀了，非必要不调整
Xms（初始大小物理内存的1/64） 和 Xmx（大小物理内存的1/4） 设置为一样，以避免运行时堆内存动态调整带来的性能损耗。
其他就是关于报错后的检查日志
-Xms16G # 设置堆内存的初始大小为 16 GB，按照自己服务器内存大小设置
-Xmx16G # 设置堆内存的最大大小为 16 GB，按照自己服务器内存大小设置
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError # 在发生 java.lang.OutOfMemoryError 错误时，自动生成堆转储（Heap Dump）文件
-XX:HeapDumpPath=/log/heap/heapdump_pid%p_time%t.hprof # 指定堆转储文件的存放路径和文件名
-XX:+ExitOnOutOfMemoryError # 发生OOM时直接退出JVM，方便在容器环境中被编排工具重启-XX:+PrintGCDateStamps # 在 GC 日志中输出每次垃圾回收的日期和时间戳
-XX:+PrintGCDetails # 输出详细的垃圾回收信息
-Xloggc:/log/gc/gc_pid%p_%t.log # 保留基础文件
-XX:+UseGCLogFileRotation # 开启 GC 日志文件滚动
-XX:NumberOfGCLogFiles=5 # 保留的 GC 日志文件数
-XX:GCLogFileSize=20M # 每个 GC 日志文件的大小限制-XX:ErrorFile=/log/error/hs_err_pid%p.log # 指定JVM发生致命错误时的日志文件位置
-Dfile.encoding=UTF-8 # 统一文件编码，避免乱码问题
这里放一个可以直接复制的参数：
-Xms16G -Xmx16G -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/log/heap/heapdump_pid%p_time%t.hprof -XX:+ExitOnOutOfMemoryError -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCDetails -Xloggc:/log/gc/gc_pid%p_%t.log -XX:+UseGCLogFileRotation -XX:NumberOfGCLogFiles=5 -XX:GCLogFileSize=20M -XX:ErrorFile=/log/error/hs_err_pid%p.log -Dfile.encoding=UTF-8
ps：从 JDK 9 开始，推荐使用新的统一日志框架，功能更强大：
-Xlog:gc*=info:file=/log/gc.log:time,uptime,level,tags:filecount=5,filesize=20M