Java 性能优化 - Sun Hotspot JDK JVM 参数设置

本文主要根据这篇pdf(gctuningguidelines)写成。

首先是jdk1.5引入的新功能 ergonomic settings(自动优化的参数)

对于有2块cpu和2gb内存及更佳配置的服务器,sun的hotspot jdk默认设置了如下参数:

-server :服务器模式编译

-xx:+useparallelgc 并行收集

-xms设置为服务器物理内存的1/64

-xmx设置为服务器物理内存的1/4(最大为1g)

我在网上发现了这篇文章,也是根据那篇pdf写的,基本都翻译过来了,那我就不再做造轮子的过程了。有些自己的想法会用红色标出。

摘自http://unixboy.javaeye.com/

原文链接 jvm调优总结 -xms -xmx -xmn -xss

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(32-bt还是64-bit)限制;系统的可用虚拟内存限制;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。我在windows server 2003 系统,3.5g物理内存,jdk5.0下测试,最大可设置为1478m。

典型设置(例子中的堆分配的都比较大,注意自己平台的限制,下文同):

java -xmx3550m -xms3550m -xmn2g -xss128k-xmx3550m:设置jvm最大可用内存为3550m。

-xms3550m:设置jvm促使内存为3550m。此值可以设置与-xmx相同,以避免每次垃圾回收完成后jvm重新分配内存(就是收缩和扩张,分代回收加上sun内存分配的算法,避免了ibm jdk最小堆和最大堆一样上的缺陷,但是这对-xms和-xmx的设置有了更高的要求,应该是多次试验确定一个合适的大小)。

-xmn2g:设置年轻代大小为2g。整个堆大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小。持久代一般固定大小为64m,所以增大年轻代后,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。从下图,应该可以看到整个堆大小=年轻代大小 + 年老代大小,xms和xmx不包括perm size。

-xss128k: 设置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。

java -xmx3550m -xms3550m -xss128k -xx:newratio=4 -xx:survivorratio=4 -xx:maxpermsize=16m -xx:maxtenuringthreshold=0-xx:newratio=4:设置年轻代(包括eden和两个survivor区)与年老代的比值(除去持久代)。设置为4,则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

-xx:survivorratio=4:设置年轻代中eden区与survivor区的大小比值。设置为4,则两个survivor区与一个eden区的比值为2:4,一个survivor区占整个年轻代的1/6

-xx:maxpermsize=16m:设置持久代大小为16m。

-xx:maxtenuringthreshold=0:设置垃圾最大年龄。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。下面要介绍的cms(并发)收集器,survivorratio默认为1024 maxtenuringthreshold默认为0,可以手动调整,降低年老代的回收压力,即照顾到吞吐率,又关注到相应时间。

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。

吞吐量优先的并行收集器如上文所述,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。

典型配置:

java -xmx3800m -xms3800m -xmn2g -xss128k -xx:+useparallelgc -xx:parallelgcthreads=20-xx:+useparallelgc: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。

-xx:parallelgcthreads=20:配置并行收集器的线程数,即:同时多少个线程一起进行垃圾回收。此值最好配置与处理器数目相等。应该等于或者小于cpu数量(核),否则没有意义,而当服务器的cpu数小于等于2时,用并发收集和串行收集效率一样。

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为并行收集。jdk6.0支持对年老代并行收集。

java -xmx3550m -xms3550m -xmn2g -xss128k -xx:+useparallelgc-xx:maxgcpausemillis=100 -xx:maxgcpausemillis=100:设置每次年轻代垃圾回收的最长时间,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:gctimeratio=参数则是设置gc时间和运行时间的比值,gc时间占整个运行时间的1 / (1 + )。这两个参数pausemillis的优先级比gctimeratio高,且仅对并行收集器有效。但是从“additionally, as an implicit goal the throughput collector will try to met the other goals in the smallest heap that it can.”觉得jvm并非自动调整年轻代,而是整个堆的大小,个人觉得此时应该设置堆大小的一个范围,且不能手动设置-xmn2g,否则如何调整?可惜文档中未有清晰写明,不过幸运的是一般调整也不必到如此细致的地步。

java -xmx3550m -xms3550m -xmn2g -xss128k -xx:+useparallelgc-xx:maxgcpausemillis=100 -xx:+useadaptivesizepolicy -xx:+useadaptivesizepolicy: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。在1.5版本中默认打开http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/guide/vm/gc-ergonomics.html中有详细描述。

响应时间优先的并发收集器如上文所述,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。

典型配置:

java -xmx3550m -xms3550m -xmn2g -xss128k -xx:parallelgcthreads=20 -xx:+useconcmarksweepgc -xx:+useparnewgc -xx:+useconcmarksweepgc:设置年老代为并发收集。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:+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。

java -xmx3550m -xms3550m -xmn2g -xss128k -xx:+useconcmarksweepgc -xx:cmsfullgcsbeforecompaction=5 -xx:+usecmscompactatfullcollection-xx:cmsfullgcsbeforecompaction: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:+usecmscompactatfullcollection:打开对年老代的压缩。可能会影响性能,但是可以消除碎片

辅助信息 jvm提供了大量命令行参数,打印信息,供调试使用。主要有以下一些:

-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可与上面两个混合使用输出形式:11.851: [gc 98328k->93620k(130112k), 0.0082960 secs]

-xx:+printgcapplicationconcurrenttime:打印每次垃圾回收前,程序未中断的执行时间。可与上面混合使用输出形式:application time: 0.5291524 seconds

-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:printheapatgc:打印gc前后的详细堆栈信息输出形式:

34.702: [gc {heap before gc invocations=7:

def new generationtotal 55296k, used 52568k [0x1ebd0000, 0x227d0000, 0x227d0000)

eden space 49152k,99% used [0x1ebd0000, 0x21bce430, 0x21bd0000)

from space 6144k,55% used [0x221d0000, 0x22527e10, 0x227d0000)

tospace 6144k,0% used [0x21bd0000, 0x21bd0000, 0x221d0000)

tenured generationtotal 69632k, used 2696k [0x227d0000, 0x26bd0000, 0x26bd0000)

the space 69632k,3% used [0x227d0000, 0x22a720f8, 0x22a72200, 0x26bd0000)

compacting perm gentotal 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 generationtotal 55296k, used 3433k [0x1ebd0000, 0x227d0000, 0x227d0000)

eden space 49152k,0% used [0x1ebd0000, 0x1ebd0000, 0x21bd0000)

from space 6144k,55% used [0x21bd0000, 0x21f2a5e8, 0x221d0000)

tospace 6144k,0% used [0x221d0000, 0x221d0000, 0x227d0000)

tenured generationtotal 69632k, used 3182k [0x227d0000, 0x26bd0000, 0x26bd0000)

the space 69632k,4% used [0x227d0000, 0x22aeb958, 0x22aeba00, 0x26bd0000)

compacting perm gentotal 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:与上面几个配合使用,把相关日志信息记录到文件以便分析。

常见配置汇总

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

收集器设置

-xx:+useserialgc:设置串行收集器

-xx:+useparallelgc:设置并行收集器

-xx:+useparalledloldgc:设置并行年老代收集器

-xx:+useconcmarksweepgc:设置并发收集器

垃圾回收统计信息

-xx:+printgc

-xx:+printgcdetails

-xx:+printgctimestamps

-xloggc:filename

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)

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

年轻代大小选择

响应时间优先的应用: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:尽可能的设置大,可能到达gbit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。

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,而年老代尽存放长期存活对象。

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。当收集器回收时,他会把相邻的空间进行合并,这样可以分配给较大的对象。但是,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

五、pdf中提到的另外一些参数

-xx:+aggressiveopts:作用如其名(aggressive),启用这个参数,则每当jdk版本升级时,你的jvm都会使用最新加入的优化技术(如果有的话)

-xx:+usebiasedlocking:不是很理解,请自行阅读http://java.sun.com/performance/reference/whitepapers/tuning.html#section4.2.5

五、参考资料

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?

备注:

本文转载自:http://www.hashei.me/2009/05/tuning-the-sun-hotspot-jdk.html

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