JVM記憶體引數詳解及其配置調優

基本概念：
PermGen space：全稱是Permanent Generation space。就是說是永久儲存的區域,用於存放Class和Meta資訊，Class在被Load的時候被放入該區域
Heap space：存放Instance。GC(GarbageCollection)應該不會對PermGen space進行清理
所以如果你的APP會LOAD很多CLASS的話，就很可能出現PermGen space錯誤
Java Heap分為3個區，Young，Old和Permanent。Young儲存剛例項化的物件。當該區被填滿時，GC會將物件移到Old區。Permanent區則負責儲存反射物件。

JVM有2個GC執行緒
第一個執行緒負責回收Heap的Young區。
第二個執行緒在Heap不足時，遍歷Heap，將Young 區升級為Older區。Older區的大小等於-Xmx減去-Xmn，不能將-Xms的值設的過大，因為第二個執行緒被迫執行會降低JVM的效能。

為什麼一些程式頻繁發生GC？有如下原因：
程式內呼叫了System.gc()或Runtime.gc()。
一些中介軟體軟體呼叫自己的GC方法，此時需要設定引數禁止這些GC。
Java的Heap太小，一般預設的Heap值都很小。
頻繁例項化物件，Release物件。此時儘量儲存並重用物件，例如使用StringBuffer()和String()。
如果你發現每次GC後，Heap的剩餘空間會是總空間的50%，這表示你的Heap處於健康狀態。許多Server端的Java程式每次GC後最好能有65%的剩餘空間。

建議Server端JVM最好將-Xms和-Xmx設為相同值。為了優化GC，最好讓-Xmn值約等於-Xmx的1/3。一個GUI程式最好是每10到20秒間執行一次GC，每次在半秒之內完成。

增加Heap的大小雖然會降低GC的頻率，但也增加了每次GC的時間。並且GC執行時，所有的使用者執行緒將暫停，也就是GC期間，Java應用程式不做任何工作。
Heap大小並不決定程式的記憶體使用量。程式的記憶體使用量要大於-Xmx定義的值，因為Java為其他任務分配記憶體，例如每個執行緒的Stack等。

Stack的設定
每個執行緒都有他自己的Stack。
-Xss 每個執行緒的Stack大小 
Stack的大小限制著執行緒的數量。如果Stack過大就會導致記憶體溢漏。-Xss引數決定Stack大小，例如-Xss1024K。如果Stack太小，也會導致Stack溢漏。

硬體環境也影響GC的效率，例如機器的種類，記憶體，swap空間，和CPU的數量。
如果你的程式需要頻繁建立很多transient物件，會導致JVM頻繁GC。這種情況你可以增加機器的記憶體，來減少Swap空間的使用。

4種GC
1、第一種為單執行緒GC，也是預設的GC。，該GC適用於單CPU機器。
2、第二種為Throughput GC，是多執行緒的GC，適用於多CPU，使用大量執行緒的程式。第二種GC與第一種GC相似，不同在於GC在收集Young區是多執行緒的，但在Old區和第一種一樣，仍然採用單執行緒。-XX:+UseParallelGC引數啟動該GC。
3、第三種為Concurrent Low Pause GC，類似於第一種，適用於多CPU，並要求縮短因GC造成程式停滯的時間。這種GC可以在Old區的回收同時，執行應用程式。-XX:+UseConcMarkSweepGC引數啟動該GC。
4、第四種為Incremental Low Pause GC，適用於要求縮短因GC造成程式停滯的時間。這種GC可以在Young區回收的同時，回收一部分Old區物件。-Xincgc引數啟動該GC。

JVM引數配置 
1: heap size 
a: -Xmx<n> 
指定 jvm 的最大 heap 大小 , 如 :-Xmx=2g 

b: -Xms<n> 
指定 jvm 的最小 heap 大小 , 如 :-Xms=2g，高併發應用， 建議和-Xmx一樣， 防止因為記憶體收縮／突然增大帶來的效能影響。 

c: -Xmn<n> 
指定 jvm 中 New Generation 的大小 , 如 :-Xmn256m。這個引數很影響效能， 如果你的程式需要比較多的臨時記憶體， 建議設定到512M，如果用的少， 儘量降低這個數值， 一般來說128／256足以使用了。 

d: -XX:PermSize=<n> 
指定 jvm 中 Perm Generation 的最小值 , 如 :-XX:PermSize=32m。 這個引數需要看你的實際情況，。 可以通過jmap 命令看看到底需要多少。 

e: -XX:MaxPermSize=<n> 
指定 Perm Generation 的最大值 , 如 :-XX:MaxPermSize=64m 

f: -Xss<n> 
指定執行緒桟大小 , 如 :-Xss128k， 一般來說，webx框架下的應用需要256K。 如果你的程式有大規模的遞迴行為，請考慮設定到512K／1M。這個需要全面的測試才能知道。 不過，256K已經很大了。 這個引數對效能的影響比較大的。 

g: -XX:NewRatio=<n> 
指定 jvm 中 Old Generation heap size 與 New Generation 的比例 , 在使用 CMS GC 的情況下此引數失效 , 如:-XX:NewRatio=2 

h: -XX:SurvivorRatio=<n> 
指定 New Generation 中 Eden Space與一個 Survivor Space 的 heap size 比例 ,-XX:SurvivorRatio=8, 那麼在總共 NewGeneration 為 10m的情況下 ,Eden Space 為 8m 

i: -XX:MinHeapFreeRatio=<n> 
指定 jvm heap 在使用率小於 n 的情況下 ,heap 進行收縮 ,Xmx==Xms 的情況下無效 , 如 :-XX:MinHeapFreeRatio=30 

j: -XX:MaxHeapFreeRatio=<n> 
指定 jvm heap 在使用率大於 n 的情況下 ,heap 進行擴張 ,Xmx==Xms 的情況下無效 , 如 :-XX:MaxHeapFreeRatio=70 

k: -XX:LargePageSizeInBytes=<n> 
指定 Java heap 的分頁頁面大小 , 如 :-XX:LargePageSizeInBytes=128m 

2: garbage collector 

a: -XX:+UseParallelGC 
指定在 New Generation 使用 parallelcollector, 並行收集 , 暫停 appthreads, 同時啟動多個垃圾回收 thread, 不能和 CMS gc 一起使用 . 系統噸吐量優先 , 但是會有較長長時間的app pause, 後臺系統任務可以使用此 gc 

b: -XX:ParallelGCThreads=<n> 
指定 parallel collection 時啟動的 thread 個數 , 預設是物理 processor 的個數 , 

c: -XX:+UseParallelOldGC 
指定在 Old Generation 使用 parallelcollector 

d: -XX:+UseParNewGC 
指定在 New Generation 使用 parallelcollector, 是 UseParallelGC 的 gc 的升級版本 , 有更好的效能或者優點 ,可以和 CMS gc 一起使用

e: -XX:+CMSParallelRemarkEnabled 
在使用 UseParNewGC 的情況下 , 儘量減少 mark 的時間 

f: -XX:+UseConcMarkSweepGC 
指定在 Old Generation 使用concurrent cmark sweep gc,gc thread 和 app thread並行 ( 在 init-mark 和 remark 時 pause app thread). app pause 時間較短 , 適合互動性強的系統 , 如 webserver 

g: -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection 
在使用 concurrent gc 的情況下 , 防止 memory fragmention, 對 liveobject 進行整理 , 使 memory 碎片減少 

h: -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=<n> 
指示在 old generation 在使用了 n% 的比例後 , 啟動 concurrent collector, 預設值是 68, 如:-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 

i: -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly 
指示只有在 old generation 在使用了初始化的比例後concurrent collector 啟動收集 

3:others 

a: -XX:MaxTenuringThreshold=<n> 
指定一個 object 在經歷了 n 次 young gc 後轉移到 old generation 區 , 在 linux64 的 java6 下預設值是 15, 此引數對於 throughput collector 無效 , 如 :-XX:MaxTenuringThreshold=31 

b: -XX:+DisableExplicitGC 
禁止 java 程式中的 full gc, 如System.gc() 的呼叫. 最好加上麼， 防止程式在程式碼裡誤用了。對效能造成衝擊。 

c: -XX:+UseFastAccessorMethods 
get,set 方法轉成原生程式碼 

d: -XX:+PrintGCDetails 
打應垃圾收集的情況如 : 
[GC 15610.466: [ParNew: 229689K->20221K(235968K), 0.0194460 secs] 1159829K->953935K(2070976K),0.0196420 secs] 

e: -XX:+PrintGCTimeStamps 
打應垃圾收集的時間情況 , 如 : 
[Times: user=0.09 sys=0.00, real=0.02 secs] 

f: -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime 
打應垃圾收集時 , 系統的停頓時間 , 如 : 
Total time for which application threads were stopped: 0.0225920 seconds 

JVM引數設定大全 
http://java.sun.com/javase/technologies/hotspot/vmoptions.jsp 

JVM引數設定大全壓縮版 
http://blogs.sun.com/watt/resource/jvm-options-list.html