Jvm优化及简单介绍

1、JVM内存区域模型

运行的基本流程：

Class文件—》类装载器—》内存区—》执行区—》本地库接口—》本地方法库

内存区（大体上分为5块）：重点是堆

1.方法区

也称"永久代” 、“非堆”，  它用于存储虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、是各个线程共享的内存区域。默认最小值为16MB，最大值为64MB，可以通过-XX:PermSize 和 -XX:MaxPermSize 参数限制方法区的大小，还可以选择不实现垃圾回收在这里，设置了也很少来这里回收。所以，一般设定为64M最大值比较好。

2.虚拟机栈

描述的是java 方法执行的内存模型：每个方法被执行的时候 都会创建一个“栈帧”用于存储局部变量表(包括参数)、操作栈、方法出口等信息。每个方法被调用到执行完的过程，就对应着一个栈帧在虚拟机栈中从入栈到出栈的过程。声明周期与线程相同，是线程私有的。

 局部变量表存放了编译器可知的各种基本数据类型(boolean、byte、char、short、int、float、long、double)、对象引用(引用指针，并非对象本身)，其中64位长度的long和double类型的数据会占用2个局部变量的空间，其余数据类型只占1个。局部变量表所需的内存空间在编译期间完成分配，当进入一个方法时，这个方法需要在栈帧中分配多大的局部变量是完全确定的，在运行期间栈帧不会改变局部变量表的大小空间。

3.本地方法栈

 与虚拟机栈基本类似，区别在于虚拟机栈为虚拟机执行的java方法服务，而本地方法栈则是为Native方法服务。

4.堆 （垃圾收集器管理的主要区域，所以内存优化最大的地方就在这，以下介绍的都是32位的系统，64位系统可以吃更大的内存）

也叫做java 堆、GC堆是java虚拟机所管理的内存中最大的一块内存区域，也是被各个线程共享的内存区域，在JVM启动时创建。该内存区域存放了对象实例及数组(所有new的对象)。其大小通过-Xms(最小值)和-Xmx(最大值)参数设置，-Xms为JVM启动时申请的最小内存，默认为操作系统物理内存的1/64但小于1G（32位的系统），-Xmx为JVM可申请的最大内存，默认为物理内存的1/4但小于1G（如果你的电脑内存小于1G，那么占用的最大内存是物理内存的80%），默认当空余堆内存小于40%时，JVM会增大Heap到-Xmx指定的大小，可通过-XX:MinHeapFreeRation=来指定这个比列；当空余堆内存大于70%时，JVM会减小heap的大小到-Xms指定的大小，可通过XX:MaxHeapFreeRation=来指定这个比列，对于运行系统，为避免在运行时频繁调整Heap的大小，通常-Xms与-Xmx的值设成一样。

堆又可以分为2块 （年轻代 + 年老代）以下就介绍 年轻代和老年代↓

由于现在收集器都是采用分代收集算法，堆被划分为新生代和老年代。新生代主要存储新创建的对象和尚未进入老年代的对象。老年代存储经过多次新生代GC(Minor GC)任然存活的对象。

新生代：

 程序新创建的对象都是从新生代分配内存，新生代由Eden Space和两块相同大小的Survivor Space(通常又称S0和S1或From和To)构成，可通过-Xmn参数来指定新生代的大小，也可以通过-XX:SurvivorRation来调整Eden Space及Survivor Space的大小。

 

所有新生成的对象首先都是放在年轻代的。年轻代的目标就是尽可能快速的收集掉那些生命周期短的对象。年轻代分三个区。一个Eden区，两个 Survivor区(一般而言)。

大部分对象在Eden区中生成。当Eden区满时，还存活的对象将被复制到Survivor区（两个中的一个），当一个Survivor区满时，此区的存活对象将被复制到另外一个Survivor区，当另一个Survivor区也满了的时候，从前一个Survivor区复制过来的并且此时还存活的对象，将被复制“年老区(Tenured)”。

需要注意，两个Survivor区是对称的，没先后关系，所以同一个Survivor区中可能同时存在从Eden区复制过来对象，和从另一个 Survivor区复制过来的对象；而复制到年老区的只有从前一个Survivor区（相对的）过来的对象。而且，Survivor区总有一个是空的。特殊的情况下，根据程序需要，Survivor区是可以配置为多个的（多于两个），这样可以增加对象在年轻代中的存在时间，减少被放到年老代的可能。

 

老年代：

用于存放经过多次新生代GC任然存活的对象，例如缓存对象，新建的对象也有可能直接进入老年代，主要有两种情况：①.大对象，可通过启动参数设置-XX:PretenureSizeThreshold=1024(单位为字节，默认为0)来代表超过多大时就不在新生代分配，而是直接在老年代分配。②.大的数组对象，切数组中无引用外部对象。

在年轻代中经历了N（可配置）次垃圾回收后仍然存活的对象，就会被放到年老代中。因此，可以认为年老代中存放的都是一些生命周期较长的对象。

老年代所占的内存大小为-Xmx对应的值减去-Xmn对应的值。

 

持久代 ：（这个应该在方法区内存中，拿到这里说明，是为了更好的了解内存区的个个功能。）

用于存放静态数据，如 Java Class, Method 等。持久代对垃圾回收没有显著影响，但是有些应用可能动态生成或者调用一些Class，例如 Hibernate 等，在这种时候需要设置一个比较大的持久代空间来存放这些运行过程中动态增加的类型。持久代大小通过 -XX:MaxPermSize= 进行设置。

 

5.程序计数器 

是最小的一块内存区域，它的作用是当前线程所执行的字节码的行号指示器，在虚拟机的模型里，字节码解释器工作时就是通过改变这个计数器的值来选取下一条需要执行的字节码指令，分支、循环、异常处理、线程恢复等基础功能都需要依赖计数器完成。

Tomcat 5常用优化和配置

1、连接器优化：

在tomcat配置文件server.xml中的配置中，和连接数相关的参数有：

maxThreads：

Tomcat使用线程来处理接收的每个请求。这个值表示Tomcat可创建的最大的线程数。默认值200。 

acceptCount：

指定当所有可以使用的处理请求的线程数都被使用时，可以放到处理队列中的请求数，超过这个数的请求将不予处理。默认值10。 

minSpareThreads：

Tomcat初始化时创建的线程数。默认值4。 

maxSpareThreads：

一旦创建的线程超过这个值，Tomcat就会关闭不再需要的socket线程。默认值50。

enableLookups：

是否反查域名，默认值为true。为了提高处理能力，应设置为false connnectionTimeout：

网络连接超时，默认值60000，单位：毫秒。设置为0表示永不超时，这样设置有隐患的。通常可设置为30000毫秒。

maxKeepAliveRequests：

保持请求数量，默认值100。

bufferSize：

输入流缓冲大小，默认值2048 bytes。

compression：

压缩传输，取值on/off/force，默认值off。

其中和最大连接数相关的参数为maxThreads和acceptCount。如果要加大并发连接数，应同时加大这两个参数。web server允许的最大连接数还受制于操作系统的内核参数设置，通常Windows是2000个左右，Linux是1000个左右。

加大tomcat连接数：

在tomcat配置文件server.xml中的配置中，和连接数相关的参数有：

minProcessors：最小空闲连接线程数，用于提高系统处理性能，默认值为10

maxProcessors：最大连接线程数，即：并发处理的最大请求数，默认值为75

acceptCount：允许的最大连接数，应大于等于maxProcessors，默认值为100

enableLookups：是否反查域名，取值为：true或false。为了提高处理能力，应设置为false

connectionTimeout：网络连接超时，单位：毫秒。设置为0表示永不超时，这样设置有隐患的。通常可设置为30000毫秒。

其中和最大连接数相关的参数为maxProcessors和acceptCount。如果要加大并发连接数，应同时加大这两个参数。

web server允许的最大连接数还受制于操作系统的内核参数设置，通常Windows是2000个左右，Linux是1000个左右。

如何调优JVM

-Xmx1024m：设置JVM最大堆内存 为1024M。 

-Xms1024m：设置JVM初始堆内存 为1024M。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。 

-Xss128k：设置每个线程的栈 大小。JDK5.0以后每个线程栈大小为1M，之前每个线程栈   大小为256K。应当根据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。 

-Xmn384m：设置堆内存年轻代 大小为384m。整个堆内存大小 = 年轻代大小 + 年老代大    小 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。 

-XX:PermSize=64M：设置堆内存持久代 初始值为64M。

-XX:MaxNewSize=size：新生成的对象能占用内存的最大值。 

-XX:MaxPermSize=64M：设置持久代最大值为64M。 

-XX:NewRatio=4：设置堆内存年轻代（包括Eden和两个Survivor区）与堆内存年老代的比 值（除去持久代） 。设置为4，则年轻代所占与年老代所占的比值为1:4。 

-XX:SurvivorRatio=4：设置堆内存年轻代中Eden区与Survivor区大小的比值 。设置为4， 则两个Survivor区（JVM堆内存年轻代中默认有2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:MaxTenuringThreshold=7：表示一个对象如果在救助空间（Survivor区）移动7次还没 有被回收就放入年老代。 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，这样做可以提高效率。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，这样可以增加对象在年轻代存活时间，增加对象在年轻代即被回收的概率。 

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智能判断。

串行收集器 

-XX:+UseSerialGC：设置串行收集器 

并行收集器(吞吐量优先) 

-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。 

-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。 

-XX:MaxGCPauseMillis=100：设置每次年轻代垃圾回收的最长时间（单位毫秒），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：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响应时间或者收集频率等。 

此参数建议使用并行收集器时，一直打开。 

并发收集器(响应时间优先) 

-XX:+UseParNewGC：设置年轻代为并发收集。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。 

CMS，全称Concurrent Low Pause Collector，是jdk1.4后期版本开始引入的新gc算法，在jdk5和jdk6中得到了进一步改进，它的主要适合场景是对响应时间的重要性需求大于对吞吐量的要求，能够承受垃圾回收线程和应用线程共享处理器资源，并且应用中存在比较多的长生命周期的对象的应用。CMS是用于对tenured generation的回收，也就是年老代的回收，目标是尽量减少应用的暂停时间，减少FullGC发生的几率，利用和应用程序线程并发的垃圾回收线程来标记清除年老代。 

-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。所以，此时年轻代大小最好用-Xmn设置。 

-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。此参数设置运行次FullGC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，但是可以消除内存碎片。 

-XX:+CMSIncrementalMode：设置为增量收集模式。一般适用于单CPU情况。 

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70：表示年老代空间到70%时就开始执行CMS，确保年老代有足够的空间接纳来自年轻代的对象。 

注：如果使用 throughput collector 和 concurrent low pause collector 这两种垃圾收集器，需要适当的挺高内存大小，为多线程做准备。 

其它

-XX:+ScavengeBeforeFullGC：新生代GC优先于Full GC执行。 

-XX:-DisableExplicitGC：禁止调用System.gc()，但JVM的gc仍然有效。 

-XX:+MaxFDLimit：最大化文件描述符的数量限制。 

-XX:+UseThreadPriorities：启用本地线程优先级API，即使 java.lang.Thread.setPriority() 生效，反之无效。 

-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=0：“软引用”的对象在最后一次被访问后能存活0毫秒（默认为1秒）。 

-XX:TargetSurvivorRatio=90：允许90%的Survivor空间被占用（默认为50%）。提高对于Survivor的使用率——超过就会尝试垃圾回收。 

辅助信息 

-XX:-CITime：打印消耗在JIT编译的时间 

-XX:ErrorFile=./hs_err_pid.log：保存错误日志或者数据到指定文件中 

-XX:-ExtendedDTraceProbes：开启solaris特有的dtrace探针 

-XX:HeapDumpPath=./java_pid.hprof：指定导出堆信息时的路径或文件名 

-XX:-HeapDumpOnOutOfMemoryError：当首次遭遇内存溢出时导出此时堆中相关信息 

-XX:OnError=";"：出现致命ERROR之后运行自定义命令 

-XX:OnOutOfMemoryError=";"：当首次遭遇内存溢出时执行自定义命令 

-XX:-PrintClassHistogram：遇到Ctrl-Break后打印类实例的柱状信息，与jmap -histo功能相同 

-XX:-PrintConcurrentLocks：遇到Ctrl-Break后打印并发锁的相关信息，与jstack -l功能相同 

-XX:-PrintCommandLineFlags：打印在命令行中出现过的标记 

-XX:-PrintCompilation：当一个方法被编译时打印相关信息 

-XX:-PrintGC：每次GC时打印相关信息 

-XX:-PrintGC Details：每次GC时打印详细信息 

-XX:-PrintGCTimeStamps：打印每次GC的时间戳 

-XX:-TraceClassLoading：跟踪类的加载信息 

-XX:-TraceClassLoadingPreorder：跟踪被引用到的所有类的加载信息 

-XX:-TraceClassResolution：跟踪常量池 

-XX:-TraceClassUnloading：跟踪类的卸载信息 

-XX:-TraceLoaderConstraints：跟踪类加载器约束的相关信息 

以下是找的jvm 服务器优化及说明（比较简洁，值得一看）

JVM服务调优

服务器：8 cup, 8G mem

java -Xmx3550m -Xms3550m -Xss128k -XX:NewRatio=4 -XX:SurvivorRatio=4 -XX:MaxPermSize=16m -XX:MaxTenuringThreshold=0

调优方案：

-Xmx5g：设置JVM最大可用内存为5G。 

-Xms5g：设置JVM初始内存为5G。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。 

-Xmn2g：设置年轻代大小为2G。整个堆内存大小 = 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。 

-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=8：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。 

-XX:SurvivorRatio=6：设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值。根据经验设置为6，则两个Survivor区与一个Eden区的比值为2:6，一个Survivor区占整个年轻代的1/8。 

-XX:MaxTenuringThreshold=30：设置垃圾最大年龄（次数）。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。设置为30表示一个对象如果在Survivor空间移动30次还没有被回收就放入年老代。 

-XX:+UseConcMarkSweepGC：设置年老代为并发收集。测试配置这个参数以后，参数-XX:NewRatio=4就失效了，所以，此时年轻代大小最好用-Xmn设置，因此这个参数不建议使用。 

参考资料 - JVM堆内存的分代 

虚拟机的堆内存共划分为三个代：年轻代（Young Generation）、年老代（Old Generation）和持久代（Permanent Generation）。其中持久代主要存放的是Java类的类信息，与垃圾收集器要收集的Java对象关系不大。所以，年轻代和年老代的划分才是对垃圾收集影响比较大的。