一提到 JVM 参数调优，脑海中第一眼浮现就是面试八股文，但在日常的开发中，有时间一个不起眼的参数总能给你带来意想不到的效果。
正所谓技多不压身，今天让我们一起来揭开 JVM 调优的神秘面纱。
一、参数配置
1. 配置方式
在虚拟机中 -X 和 -D 都可用于指定 JVM 参数，但它们在使用方式和作用范围上有一些区别。
(1) -X 方式
-X 用于指定非标准的 JVM 参数，这些参数通常是供具体的 JVM 实现或特定的虚拟机选项使用的。
例如 -X<parameter>，其中 <parameter> 是具体的 JVM 参数名称。
(2) -D 方式
-D 用于设置系统属性，提供了一种在应用程序中传递配置信息的机制，可以在应用程序中通过 System.getProperty() 方法获取。
例如 -D<property>=<value>，其中 <property> 是属性名称，<value> 是属性值。
(3) 基本格式
JVM 配置参数通常由 -XX: 开头，基本格式如下：
- 若用于配置是否启用，由
+ -分别控制开启与关闭。- 若用于配置大小或数值变量，遵循
<option>=<value>格式。
# 表示开启 option 选项
-XX:+<option>
# 表示关闭 option 选项
-XX:-<option>
# 表示将 option 值赋为 value
-XX:<option>=<value>
2. 优先级
在 Java 命令行运行 JAR 包时，JVM 参数可以在 -jar 选项之前或之后指定，这两种方式会影响参数的解析和执行顺序。
- 参数在
-jar之前，则会在JVM启动前解析和应用。- 参数在
-jar之后，则会在解析JAR包时被应用。- 若
JVM参数与JAR包的命令行参数存在冲突，JVM参数的优先级更高。
如下示例中方式一的 -Xmx512m 优先级高于方式二中的 -Xmx1024m。
# 方式一
java -Xmx512m -jar myapp.jar
# 方式二
java -jar myapp.jar -Xmx1024m
二、常用配置
1. 内存参数
在默认的 JVM 服务启动中，如果没有手动指定堆内存值，则默认的取值方式如下：
- 最小值：通常是物理内存大小的
1/64，但不超过1GB，可通过-Xms参数指定。 - 最大值：通常是物理内存大小的
1/4，但不超过32GB，可通过-Xmx参数指定。
常见的 JVM 内存参数如下：
# 堆内存初始值
-Xms1G
# 堆内存最大值
-Xmx2G
# 每个线程的堆栈大小，默认 1MB，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
-Xss512k
# 设置年轻代大小，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。
-Xmn1024m
2. JVM参数
针对于 JVM 的内存堆 (Heap) 以及垃圾回收，常见的配置参数如下：
# CMS垃圾回收器并行线程线，推荐值为CPU核心数。
-XX:ConcGCThreads=4
# 新生代并行收集器的线程数。
-XX:ParallelGCThreads=8
# 设置新生代中 Eden 与 Survivor 的比例，默认为 8，即 8:1:1
-XX:SurvivorRatio=8
# 直接晋升到老年代的对象大小
# 设置该值后将忽略 MaxTenuringThreshold 设置，当对象大小达到设置值后直接晋升老年代
-XX:PretenureSizeThreshold=1m
# 设置垃圾最大年龄，取值 0~15，默认为 15
-XX:MaxTenuringThreshold=10
3. 系统参数
常见的系统参数配置参数如下：
# 防止虚拟机阻塞
-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom
4. GC参数
常见的虚拟机垃圾回收（GC）参数配置参数如下：
开启日志后生成的 GC 信息文件可通过工具进行分析，推荐在线分析网站：https://gceasy.io。
# 打印 gc 发生的时间戳
-XX:+PrintGCDateStamps
# 打印 gc 发生时的分代信息
-XX:+PrintTenuringDistribution
# 打印 gc 停顿时长
-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime
# 打印 gc 间隔的服务运行时长
-XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime
# 打印 gc 详情，包括 gc 前/内存等
-XX:+PrintGCDetails
# 指定 gc log 的路径，存放于当前 gclogs 目录下的 gc.log.date 文件
-Xloggc:./gclogs/gc.log.date
三、JDK工具
1. Jinfo
jinfo 是 JDK中的一个命令行工具，用于实时查看和调整 Java 虚拟机（JVM）的配置信息。
通过 jinfo 可以获取和修改正在运行的 Java 进程的虚拟机配置参数，对于调优和诊断 Java 应用程序是很有帮助的。
# 查看进程的虚拟机参数信息
jinfo <options> <pid>
(1) flags
显示所有可用的虚拟机参数及其当前值。
jinfo -flags <pid>
(2) flag
显示指定标志的值。
jinfo -flag <name> <pid>
# 查看 pid 为 123 的 ThreadStackSize 参数信息
# 输出: -XX:ThreadStackSize=1024
jinfo -flag ThreadStackSize 123
(3) -flag [+|-]
启用或禁用指定的标志。
# 开启配置
jinfo -flag +<name> <pid>
# 关闭配置
jinfo -flag -<name> <pid>
(4) sysprops
显示 Java 系统属性的值。
jinfo -sysprops <pid>
2. Jstat
jstat 是 JDK 中的一个命令行工具，用于监视 Java 虚拟机 (JVM) 的各种统计信息。
它提供了对堆内存、垃圾回收、类装载、JIT 编译等方面的实时性能数据，帮助开发人员和系统管理员诊断和分析 Java 应用程序的性能问题。
# <pid>: jps process id
# <interval>: time interval, ms
jstat -gc <pid> <interval>
# Simple info
jstat -gcutil <pid> <interval>
- S0C：年轻代中第一个
Survivor（幸存区）的容量 (KB) 。 - S1C：年轻代中第二个
Survivor（幸存区）的容量 (KB)。 - S0U：年轻代中第一个
Survivor（幸存区）目前已使用空间 (KB) 。 - S1U：年轻代中第二个
Survivor（幸存区）目前已使用空间 (KB) 。
- EC：年轻代中
Eden（伊甸园）的容量 (KB) 。 - EU：年轻代中
Eden（伊甸园）目前已使用空间 (KB)。
- OC：
Old代的容量 (KB) 。 - OU：
Old代目前已使用空间 (KB) 。
- MC：元数据区的容量 (KB) 。
- MU：元数据区目前已使用空间 (KB) 。
- YGC：从应用程序启动到采样时年轻代中
GC次数 。 - YGCT：从应用程序启动到采样时年轻代中
GC所用时间(秒) 。
- FGC：从应用程序启动到采样时
Old代Full GC次数 。 - FGCT：从应用程序启动到采样时
Old代Full GC所用时间(秒) 。 - GCT：从应用程序启动到采样时
GC用的总时间(s) 。
- NGCMN：年轻代 (
Young) 中初始化(最小)的大小 (字节) 。 - NGCMX：年轻代 (
Young) 的最大容量 (字节) 。 - NGC：年轻代 (
Young) 中当前的容量 (字节) 。
- OGCMN：
Old代中初始化(最小)的大小 (字节) 。 - OGCMX：
Old代的最大容量 (字节) 。 - OGC：
Old代当前新生成的容量 (字节) 。 - O：
Old代已使用的占当前容量百分比。
- S0：年轻代中第一个
Survivor（幸存区）已使用的占当前容量百分比。 - S1：年轻代中第二个
Survivor（幸存区）已使用的占当前容量百分比 。 - S0CMX：年轻代中第一个
Survivor（幸存区）的最大容量 (字节) 。 - S1CMX ：年轻代中第二个
Survivor（幸存区）的最大容量 (字节) 。 - E：年轻代中
Eden（伊甸园）已使用的占当前容量百分比 。 - ECMX：年轻代中
Eden（伊甸园）的最大容量 (字节) 。
- DSS：当前需要
Survivor（幸存区）的容量 (字节)（Eden区已满）。 - TT： 持有次数限制。
- MTT ： 最大持有次数限制。
3. Jstack
jstack 是 JDK中的一个命令行工具，用于生成 Java 进程的线程转储（thread dump）。
线程转储是一个描述 Java 虚拟机中所有线程当前状态的快照，包括线程的堆栈信息。
# 查询进程堆栈信息
jstack [options] <pid>
# <line num>: 限制显示行数
# <pid_16>: 进程转十六进制
jstack <pid> | grep -A <line num> <pid_16_hex>
# 转十六进制
printf '%x\n' <pid>
(1) -l
除了线程堆栈外，还显示关于锁的附加信息，这将显示每个锁的拥有者和等待者。
jstack -l <pid>
(2) -F
当进程无响应时，强制生成线程转储，在进程卡死或无响应时非常有用。
jstack -F <pid>
(3) -m
打印 Java 和本地 C/C++ 帧的混合堆栈。
jstack -m <pid>
(4) -e
打印线程的锁信息。
jstack -e <pid>
4. JMap
jmap 是 JDK 中的一个命令行工具，用于生成 Java 进程的内存转储快照。
这个快照通常称为 heap dump，它是 Java 堆内存的详细信息，包括对象的数量、类型、分布等，对于分析内存泄漏和性能问题非常有用。
jmap [options] <pid>
(1) -heap
打印 Java 堆内存的概要信息，包括堆的使用情况和配置。
jmap -heap <pid>
(2) -heap
打印 Java 堆内存中对象的直方图，显示每个类的实例数量和占用的内存大小。
jmap -histo <pid>
(3) -dump
生成堆转储文件，将 Java 堆内存的详细信息保存到指定的文件中。
在线 dump 文件分析工具：https://heaphero.io/index.jsp。
jmap -dump:file=<export_path> <pid>
# 生成堆栈信息日志
jmap -dump:format=b,file=./dump.bin 123
(4) -F
当进程无响应时，强制生成堆转储，在处理无响应或死锁的情况下很有用。
jmap -F -dump:file=<dumpfile> <pid>
参考文档
