JVM调优笔记-JVM调优攻略

JVM

在Java虚拟机的参数中，有3种表示方法（出自：http://www.cnblogs.com/wenfeng762/archive/2011/08/14/2137810.html），用ps -ef |grep “java”命令，可以得到当前Java进程的所有启动参数和配置参数：

• 标准参数（-），所有的JVM实现都必须实现这些参数的功能，而且向后兼容；
• 非标准参数（-X），默认jvm实现这些参数的功能，但是并不保证所有jvm实现都满足，且不保证向后兼容；
• 非Stable参数（-XX），此类参数各个jvm实现会有所不同，将来可能会随时取消，需要慎重使用（但是，这些参数往往是非常有用的）；

（额外的，-DpropertyName=“value”的形式定义了一些全局属性值，下面有介绍。）
本文只重点介绍一些重要和常用的参数，如果想了解全部参数，可以参考下面的文章：
《Java HotSpot VM Options》
《JVM启动参数大全》

标准参数

其实标准参数是用过Java的人都最熟悉的，就是你在运行java命令时后面加上的参数，如java -version, java -jar 等，输入命令java -help或java -?就能获得当前机器所有java的标准参数列表。

-client

设置jvm使用client模式，这是一般在pc机器上使用的模式，启动很快，但性能和内存管理效率并不高；多用于桌面应用；

-server

-classpath / -cp

JVM加载和搜索文件的目录路径，多个路径用;分隔。注意，如果使用了-classpath，JVM就不会再搜索环境变量中定义的CLASSPATH路径。
JVM搜索路径的顺序为：

1. 先搜索JVM自带的jar或zip包（Bootstrat，搜索路径可以用System.getProperty(“sun.boot.class.path”)获得）；
2. 搜索JRE_HOME/lib/ext下的jar包（Extension，搜索路径可以用System.getProperty(“java.ext.dirs”)获得）；
3. 搜索用户自定义目录，顺序为：当前目录（.），CLASSPATH，-cp；（搜索路径用System.getProperty(“java.class.path”)获得）

-DpropertyName=value

定义系统的全局属性值，如配置文件地址等，如果value有空格，可以用-Dname=”space string”这样的形式来定义，用System.getProperty(“propertyName”)可以获得这些定义的属性值，在代码中也可以用System.setProperty(“propertyName”,”value”)的形式来定义属性。

-verbose

-verbose:class

输出jvm载入类的相关信息，当jvm报告说找不到类或者类冲突时可此进行诊断。

-verbose:gc

输出每次GC的相关情况，后面会有更详细的介绍。

-verbose:jni

输出native方法调用的相关情况，一般用于诊断jni调用错误信息。

非标准参数

非标准参数，是在标准参数的基础上进行扩展的参数，输入“java -X”命令，能够获得当前JVM支持的所有非标准参数列表（你会发现，其实并不多哦）。

-Xmn

新生代内存大小的最大值，包括E区和两个S区的总和,大小建议为整个堆栈的3/8，使用方法如：-Xmn65535，-Xmn1024k，-Xmn512m，-Xmn1g (-Xms,-Xmx也是种写法)
-Xmn只能使用在JDK1.4或之后的版本中，（之前的1.3/1.4版本中，可使用-XX:NewSize设置年轻代大小，用-XX:MaxNewSize设置年轻代最大值）；
如果同时设置了-Xmn和-XX:NewSize，-XX:MaxNewSize，则谁设置在后面，谁就生效；
如果同时设置了-XX:NewSize -XX:MaxNewSize与-XX:NewRatio则实际生效的值是:
min(MaxNewSize,max(NewSize, heap/(NewRatio+1)))（参考：http://www.open-open.com/home/space.php?uid=71669&do=blog&id=8891）
建议：
在开发、测试环境，可以-XX:NewSize 和 -XX:MaxNewSize来设置新生代大小。
在线上生产环境，使用-Xmn一个即可（推荐），或者将-XX:NewSize 和 -XX:MaxNewSize设置为同一个值，这样能够防止在每次GC之后都要调整堆的大小（即：抖动，抖动会严重影响性能）

-Xms

初始堆的大小，也是堆大小的最小值，默认值是总共的物理内存/64（且小于1G），默认情况下，当堆中可用内存小于40%(这个值可以用-XX: MinHeapFreeRatio 调整，如-XX:MinHeapFreeRatio=30时，堆内存会开始增加，一直增加到-Xmx的大小；

-Xmx

堆的最大值，默认值是总共的物理内存/64（且小于1G），如果Xms和Xmx都不设置，则两者大小会相同，默认情况下，当堆中可用内存大于70%（这个值可以用-XX: MaxHeapFreeRatio 调整，如-XX:MaxHeapFreeRatio=60）时，堆内存会开始减少，一直减小到-Xms的大小；
整个堆的大小=年轻代大小+年老代大小，堆的大小不包含持久代大小，如果增大了年轻代，年老代相应就会减小，官方默认的配置为年老代大小/年轻代大小=2/1左右（使用-XX:NewRatio可以设置-XX:NewRatio=5，表示年老代/年轻代=5/1）；
建议:
在开发测试环境可以用Xms和Xmx分别设置最小值最大值
在线上生产环境，Xms和Xmx设置的值必须一样，原因与年轻代一样——防止抖动；

-Xss

这个参数用于设置每个线程的栈内存，默认1M，一般来说是不需要改的。除非代码不多，可以设置的小点，另外一个相似的参数是-XX:ThreadStackSize，这两个参数在1.6以前，都是谁设置在后面，谁就生效；1.6版本以后，-Xss设置在后面，则以-Xss为准，-XXThreadStackSize设置在后面，则主线程以-Xss为准，其它线程以-XX:ThreadStackSize为准。

-Xrs

减少JVM对操作系统信号（OS Signals）的使用（JDK1.3.1之后才有效），当此参数被设置之后，jvm将不接收控制台的控制handler，以防止与在后台以服务形式运行的JVM冲突（这个用的比较少，参考：http://www.blogjava.net/midstr/archive/2008/09/21/230265.html）。

-Xprof

跟踪正运行的程序，并将跟踪数据在标准输出输出；适合于开发环境调试。

-Xnoclassgc

关闭针对class的gc功能；因为其阻止内存回收，所以可能会导致OutOfMemoryError错误，慎用；

-Xincgc

开启增量gc（默认为关闭）；这有助于减少长时间GC时应用程序出现的停顿；但由于可能和应用程序并发执行，所以会降低CPU对应用的处理能力。

-Xloggc:file

与-verbose:gc功能类似，只是将每次GC事件的相关情况记录到一个文件中，文件的位置最好在本地，以避免网络的潜在问题。
若与verbose命令同时出现在命令行中，则以-Xloggc为准。

非Stable参数（非静态参数）

以-XX表示的非Stable参数，虽然在官方文档中是不确定的，不健壮的，各个公司的实现也各有不同，但往往非常实用，所以这部分参数对于GC非常重要。JVM（Hotspot）中主要的参数可以大致分为3类（参考http://blog.csdn.net/sfdev/article/details/2063928）：

• 性能参数（ Performance Options）：用于JVM的性能调优和内存分配控制，如初始化内存大小的设置；
• 行为参数（Behavioral Options）：用于改变JVM的基础行为，如GC的方式和算法的选择；
• 调试参数（Debugging Options）：用于监控、打印、输出等jvm参数，用于显示jvm更加详细的信息；

对于非Stable参数，使用方法有4种：

• -XX:+<option> 启用选项
• -XX:-<option> 不启用选项
• -XX:<option>=<number> 给选项设置一个数字类型值，可跟单位，例如 32k, 1024m, 2g
• -XX:<option>=<string> 给选项设置一个字符串值，例如-XX:HeapDumpPath=./dump.core

行为参数

垃圾收集(G1)选项

性能参数

调试参数

主要参考了博客：
http://blog.csdn.net/sfdev/article/details/2063928和http://kenwublog.com/docs/java6-jvm-options-chinese-edition.htm，后一个比较全面，有兴趣的可以仔细研读。

收集器搭配

图中两个收集器之间有连线，说明它们可以配合使用

Serial收集器

Serial收集器是在client模式下默认的新生代收集器，其收集效率大约是100M左右的内存需要几十到100多毫秒；
在client模式下，收集桌面应用的内存垃圾，基本上不影响用户体验。所以，一般的Java桌面应用中，直接使用Serial收集器（不需要配置参数，用默认即可）。

ParNew收集器

Serial收集器的多线程版本，这种收集器默认开通的线程数与CPU数量相同，-XX:ParallelGCThreads可以用来设置开通的线程数。
可以与CMS收集器配合使用，事实上用-XX:+UseConcMarkSweepGC选择使用CMS收集器时，默认使用的就是ParNew收集器，所以不需要额外设置-XX:+UseParNewGC，设置了也不会冲突，因为会将ParNew+Serial Old作为一个备选方案；
如果单独使用-XX:+UseParNewGC参数，则选择的是ParNew+Serial Old收集器组合收集器。
一般情况下，在server模式下，如果选择CMS收集器，则优先选择ParNew收集器。

Parallel Scavenge收集器

关注的是吞吐量（关于吞吐量的含义见上一篇博客），可以这么理解，关注吞吐量，意味着强调任务更快的完成，而如CMS等关注停顿时间短的收集器，强调的是用户交互体验。
在需要关注吞吐量的场合，比如数据运算服务器等，就可以使用Parallel Scavenge收集器。

Serial Old收集器

在1.5版本及以前可以与 Parallel Scavenge结合使用（事实上，也是当时Parallel Scavenge唯一能用的版本），另外就是在使用CMS收集器时的备用方案，发生 Concurrent Mode Failure时使用。

如果是单独使用，Serial Old一般用在client模式中。

Parallel Old收集器

在1.6版本之后，与 Parallel Scavenge结合使用，以更好的贯彻吞吐量优先的思想，如果是关注吞吐量的服务器，建议使用Parallel Scavenge + Parallel Old 收集器。

CMS收集器

这是当前阶段使用很广的一种收集器，国内很多大的互联网公司线上服务器都使用这种垃圾收集器（http://blog.csdn.net/wisgood/article/details/17067203），笔者公司的收集器也是这种，CMS收集器以获取最短回收停顿时间为目标，非常适合对用户响应比较高的B/S架构服务器。

CMSIncrementalMode

CMS收集器变种，属增量式垃圾收集器，在并发标记和并发清理时交替运行垃圾收集器和用户线程。适用于单CPU

G1 收集器

面向服务器端应用的垃圾收集器，计划未来替代CMS收集器。

建议

Java桌面应用

建议采用Serial+Serial Old收集器组合，即：-XX:+UseSerialGC（-client下的默认参数）

开发/测试环境

可以采用默认参数，即采用Parallel Scavenge+Serial Old收集器组合，即：-XX:+UseParallelGC（-server下的默认参数）

线上运算优先的环境

建议采用Parallel Scavenge+Serial Old收集器组合，即：-XX:+UseParallelGC

线上服务响应优先的环境

建议采用ParNew+CMS+Serial Old收集器组合，即：-XX:+UseConcMarkSweepGC

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。
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。
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。

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

另外在选择了垃圾收集器组合之后，还要配置一些辅助参数，以保证收集器可以更好的工作。关于这些参数，请在http://kenwublog.com/docs/java6-jvm-options-chinese-edition.htm中查询其意义和用法，如：

ParNew收集器

你可能需要配置4个参数： -XX:SurvivorRatio, -XX:PretenureSizeThreshold, -XX:+HandlePromotionFailure,-XX:MaxTenuringThreshold；

Parallel Scavenge收集器（并行收集器）

你可能需要配置的参数： -XX:MaxGCPauseMillis，-XX:GCTimeRatio， -XX:+UseAdaptiveSizePolicy -XX:ParallelGCThreads=n；

CMS收集器（并发收集器）

你可能需要配置的参数： -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction，
-XX:+CMSIncrementalMode,
-XX:ParallelGCThreads=n,
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection, -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction；

启动内存分配

用-Xmn，-Xmx，-Xms，-Xss，-XX:NewSize，-XX:MaxNewSize，-XX:MaxPermSize，-XX:PermSize，-XX:SurvivorRatio，-XX:PretenureSizeThreshold，-XX:MaxTenuringThreshold就基本可以配置内存启动时的分配情况
建议
1. -XX:PermSize尽量比-XX:MaxPermSize小，-XX:MaxPermSize>= 2 * -XX:PermSize, -XX:PermSize> 64m，一般对于4G内存的机器，-XX:MaxPermSize不会超过256m；
2. -Xms = -Xmx（线上Server模式），以防止抖动，大小受操作系统和内存大小限制，如果是32位系统，则一般-Xms设置为1g-2g（假设有4g内存），在64位系统上，没有限制，不过一般为机器最大内存的一半左右；
3. -Xmn，在开发环境下，可以用-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize来设置新生代的大小（-XX:NewSize<=-XX:MaxNewSize），在生产环境，建议只设置-Xmn，一般-Xmn的大小是-Xms的1/2左右，不要设置的过大或过小，过大导致老年代变小，频繁Full GC，过小导致minor GC频繁。如果不设置-Xmn，可以采用-XX:NewRatio=2来设置，也是一样的效果；
4. -Xss一般是不需要改的，默认值即可。
5. -XX:SurvivorRatio一般设置8-10左右，推荐设置为10，也即：Survivor区的大小是Eden区的1/10，一般来说，普通的Java程序应用，一次minorGC后，至少98%-99%的对象，都会消亡，所以，survivor区设置为Eden区的1/10左右，能使Survivor区容纳下10-20次的minor GC才满，然后再进入老年代，这个与 -XX:MaxTenuringThreshold的默认值15次也相匹配的.
6. -XX:MaxTenuringThreshold默认为15，也就是说，经过15次Survivor轮换（即15次minor GC），就进入老年代， 如果设置的小的话，则年轻代对象在survivor中存活的时间减小，提前进入年老代，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，这样可以增加对象在年轻代的存活时间，增加在年轻代即被回收的概率。需要注意的是，设置了 -XX:MaxTenuringThreshold，并不代表着，对象一定在年轻代存活15次才被晋升进入老年代，它只是一个最大值，事实上，存在一个动态计算机制，计算每次晋入老年代的阈值，取阈值和MaxTenuringThreshold中较小的一个为准。
7. -XX:PretenureSizeThreshold一般采用默认值即可。

监控工具和方法

问题：
1，minor GC和full GC的频率；
2，执行一次GC所消耗的时间；
3，新生代的对象何时被移到老生代以及花费了多少时间；
4，每次GC中，其它线程暂停（Stop the world）的时间；
5，每次GC的效果如何，是否不理想；

jps

jps命令用于查询正在运行的JVM进程，常用的参数为：

-q:只输出LVMID，省略主类的名称
-m:输出虚拟机进程启动时传给主类main()函数的参数
-l:输出主类的全类名，如果进程执行的是Jar包，输出Jar路径
-v:输出虚拟机进程启动时JVM参数

命令格式:jps [option] [hostid]

jstat

jstat可以实时显示本地或远程JVM进程中类装载、内存、垃圾收集、JIT编译等数据（如果要显示远程JVM信息，需要远程主机开启RMI支持）。如果在服务启动时没有指定启动参数-verbose:gc，则可以用jstat实时查看gc情况。
jstat有如下选项：

-class:监视类装载、卸载数量、总空间及类装载所耗费的时间
-gc:监听Java堆状况，包括Eden区、两个Survivor区、老年代、永久代等的容量，以用空间、GC时间合计等信息
-gccapacity:监视内容与-gc基本相同，但输出主要关注java堆各个区域使用到的最大和最小空间
-gcutil:监视内容与-gc基本相同，但输出主要关注已使用空间占总空间的百分比
-gccause:与-gcutil功能一样，但是会额外输出导致上一次GC产生的原因
-gcnew:监视新生代GC状况
-gcnewcapacity:监视内同与-gcnew基本相同，输出主要关注使用到的最大和最小空间
-gcold:监视老年代GC情况
-gcoldcapacity:监视内同与-gcold基本相同，输出主要关注使用到的最大和最小空间
-gcpermcapacity:输出永久代使用到最大和最小空间
-compiler:输出JIT编译器编译过的方法、耗时等信息
-printcompilation:输出已经被JIT编译的方法

命令格式:jstat [option vmid [interval[s|ms] [count]]]
jstat可以监控远程机器，命令格式中VMID和LVMID特别说明：如果是本地虚拟机进程，VMID和LVMID是一致的，如果是远程虚拟机进程，那么VMID格式是: [protocol:][//]lvmid[@hostname[:port]/servername]，如果省略interval和count，则只查询一次

在图中，命令jstat -gc 1581 1000 5代表着：搜集vid为1581的java进程的整体gc状态， 每1000ms收集一次，共收集5次；
XXC:表示该区容量, XXU:表示该区使用量，各列解释如下：
S0C：S0区容量（S1区相同，略）
S0U：S0区已使用
EC：E区容量
EU：E区已使用
OC：老年代容量
OU：老年代已使用
*PC：Perm容量（过时）
*PU：Perm区已使用（过时）
MC：方法区大小
MU：方法区使用大小
CCSC：压缩类空间大小
CCSU：压缩类空间使用大小
YGC：Young GC（Minor GC）次数
YGCT：Young GC总耗时
FGC：Full GC次数
FGCT：Full GC总耗时
GCT：GC总耗时
参考：http://blog.csdn.net/maosijunzi/article/details/46049117

jinfo

用于查询当前运行这的JVM属性和参数的值。
jinfo可以使用如下选项：

-flag:显示未被显示指定的参数的系统默认值
-flag [+|-]name或-flag name=value: 修改部分参数
-sysprops:打印虚拟机进程的System.getProperties()

命令格式:jinfo [option] pid

jmap

用于显示当前Java堆和永久代的详细信息（如当前使用的收集器，当前的空间使用率等）

-dump:生成java堆转储快照
-heap:显示java堆详细信息(只在Linux/Solaris下有效)
-F:当虚拟机进程对-dump选项没有响应时，可使用这个选项强制生成dump快照(只在Linux/Solaris下有效)
-finalizerinfo:显示在F-Queue中等待Finalizer线程执行finalize方法的对象(只在Linux/Solaris下有效)
-histo:显示堆中对象统计信息
-permstat:以ClassLoader为统计口径显示永久代内存状态(只在Linux/Solaris下有效)

命令格式:jmap [option] vmid
其中前面3个参数最重要，如：
查看堆详细信息：jmap -heap 309
生成dump文件： jmap -dump:file=./test.prof 309
部分用户没有权限时，采用admin用户：sudo -u admin -H jmap -dump:format=b,file=文件名.hprof pid
查看当前堆中对象统计信息：sudo jmap -histo 309：该命令显示3列，分别为对象数量，对象大小，对象名称，通过该命令可以查看是否内存中有大对象；
有的用户可能没有jmap权限：sudo -u admin -H jmap -histo 309 | less

jhat

用于分析使用jmap生成的dump文件，是JDK自带的工具，使用方法为： jhat -J -Xmx512m [file]
不过jhat没有mat好用，推荐使用mat（Eclipse插件： http://www.eclipse.org/mat ），mat速度更快，而且是图形界面。

jstack

用于生成当前JVM的所有线程快照，线程快照是虚拟机每一条线程正在执行的方法,目的是定位线程出现长时间停顿的原因。

-F:当正常输出的请求不被响应时，强制输出线程堆栈
-l:除堆栈外，显示关于锁的附加信息
-m:如果调用到本地方法的话，可以显示C/C++的堆栈

命令格式:jstack [option] vmid

-verbosegc

-verbosegc是一个比较重要的启动参数，记录每次gc的日志，下面的表格对比了jstat和-verbosegc：

与-verbosegc配合使用的一些常用参数为：
-XX:+PrintGCDetails，打印GC信息，这是-verbosegc默认开启的选项
-XX:+PrintGCTimeStamps，打印每次GC的时间戳
-XX:+PrintHeapAtGC：每次GC时，打印堆信息
-XX:+PrintGCDateStamps (from JDK 6 update 4) ：打印GC日期，适合于长期运行的服务器
-Xloggc:/home/admin/logs/gc.log：制定打印信息的记录的日志位置
每条verbosegc打印出的gc日志，都类似于下面的格式：

time [GC [<collector>: <starting occupancy1> -> <ending occupancy1>(total occupancy1), <pause time1> secs] <starting occupancy3> -> <ending occupancy3>(total occupancy3), <pause time3> secs]

选项的意义是：
time：执行GC的时间，需要添加-XX:+PrintGCDateStamps参数才有；
collector：minor gc使用的收集器的名字。
starting occupancy1：GC执行前新生代空间大小。
ending occupancy1：GC执行后新生代空间大小。
total occupancy1：新生代总大小
pause time1：因为执行minor GC，Java应用暂停的时间。
starting occupancy3：GC执行前堆区域总大小
ending occupancy3：GC执行后堆区域总大小
total occupancy3：堆区总大小
pause time3：Java应用由于执行堆空间GC（包括full GC）而停止的时间。

可视化工具

监控和分析GC也有一些可视化工具，比较常见的有JConsole和VisualVM，有兴趣的可以看看下面的文章，在此不再赘述：
http://blog.csdn.net/java2000_wl/article/details/8049707

调优方法

原则：
1. 多数的Java应用不需要在服务器上进行GC优化；
2. 多数导致GC问题的Java应用，都不是因为我们参数设置错误，而是代码问题；
3. 在应用上线之前，先考虑将机器的JVM参数设置到最优（最适合）；
4. 减少创建对象的数量；
5. 减少使用全局变量和大对象；
6. GC优化是到最后不得已才采用的手段；
7. 在实际使用中，分析GC情况优化代码比优化GC参数要多得多；

GC优化的目的有两个（http://www.360doc.com/content/13/0305/10/15643_269388816.shtml）：
1. 将转移到老年代的对象数量降低到最小；
2. 减少full GC的执行时间；

需要做的事情有：

1. 减少使用全局变量和大对象；
2. 调整新生代的大小到最合适；
3. 设置老年代的大小为最合适；
4. 选择合适的GC收集器；

调优般步骤为：

监控GC的状态

使用各种JVM工具，查看当前日志，分析当前JVM参数设置，并且分析当前堆内存快照和gc日志，根据实际的各区域内存划分和GC执行时间，觉得是否进行优化；

分析结果，判断是否需要优化

如果各项参数设置合理，系统没有超时日志出现，GC频率不高，GC耗时不高，那么没有必要进行GC优化；如果GC时间超过1-3秒，或者频繁GC，则必须优化；
注：如果满足下面的指标，则一般不需要进行GC：

1. Minor GC执行时间不到50ms；
2. Minor GC执行不频繁，约10秒一次；
3. Full GC执行时间不到1s；
4. Full GC执行频率不算频繁，不低于10分钟1次；

调整GC类型和内存分配

如果内存分配过大或过小，或者采用的GC收集器比较慢，则应该优先调整这些参数，并且先找1台或几台机器进行beta，然后比较优化过的机器和没有优化的机器的性能对比，并有针对性的做出最后选择；

不断的分析和调整

通过不断的试验和试错，分析并找到最合适的参数

全面应用参数

如果找到了最合适的参数，则将这些参数应用到所有服务器，并进行后续跟踪。

调优实例

实例1：

笔者昨日发现部分开发测试机器出现异常：java.lang.OutOfMemoryError: GC overhead limit exceeded，这个异常代表：GC为了释放很小的空间却耗费了太多的时间，其原因一般有两个：
1，堆太小，
2，有死循环或大对象；
笔者首先排除了第2个原因，因为这个应用同时是在线上运行的，如果有问题，早就挂了。所以怀疑是这台机器中堆设置太小；
使用ps -ef |grep “java”查看，发现：

该应用的堆区设置只有768m，而机器内存有2g，机器上只跑这一个java应用，没有其他需要占用内存的地方。另外，这个应用比较大，需要占用的内存也比较多；
笔者通过上面的情况判断，只需要改变堆中各区域的大小设置即可，于是改成下面的情况：

跟踪运行情况发现，相关异常没有再出现；

实例2：

（http://www.360doc.com/content/13/0305/10/15643_269388816.shtml）
一个服务系统，经常出现卡顿，分析原因，发现Full GC时间太长：

jstat -gcutil:
S0     S1    E     O       P        YGC YGCT FGC FGCT  GCT
12.16 0.00 5.18 63.78 20.32  54   2.047 5     6.946  8.993

分析上面的数据，发现Young GC执行了54次，耗时2.047秒，每次Young GC耗时37ms，在正常范围，而Full GC执行了5次，耗时6.946秒，每次平均1.389s，数据显示出来的问题是：Full GC耗时较长，分析该系统的是指发现，NewRatio=9，也就是说，新生代和老生代大小之比为1:9，这就是问题的原因：
1，新生代太小，导致对象提前进入老年代，触发老年代发生Full GC；
2，老年代较大，进行Full GC时耗时较大；
优化的方法是调整NewRatio的值，调整到4，发现Full GC没有再发生，只有Young GC在执行。这就是把对象控制在新生代就清理掉，没有进入老年代（这种做法对一些应用是很有用的，但并不是对所有应用都要这么做）

实例3：

一应用在性能测试过程中，发现内存占用率很高，Full GC频繁，使用sudo -u admin -H jmap -dump:format=b,file=文件名.hprof pid 来dump内存，生成dump文件，并使用Eclipse下的mat差距进行分析，发现：

从图中可以看出，这个线程存在问题，队列LinkedBlockingQueue所引用的大量对象并未释放，导致整个线程占用内存高达378m，此时通知开发人员进行代码优化，将相关对象释放掉即可。

实例4：CMSInitiatingOccupancyFraction值与Xmn的关系公式

上面介绍了promontion faild产生的原因是EDEN空间不足的情况下将EDEN与From survivor中的存活对象存入To survivor区时,To survivor区的空间不足，再次晋升到old gen区，而old gen区内存也不够的情况下产生了promontion faild从而导致full gc.那可以推断出：eden+from survivor < old gen区剩余内存时，不会出现promontion faild的情况，即：
(Xmx-Xmn)*(1-CMSInitiatingOccupancyFraction/100)>=(Xmn-Xmn/(SurvivorRatior+2)) 进而推断出：

CMSInitiatingOccupancyFraction <=((Xmx-Xmn)-(Xmn-Xmn/(SurvivorRatior+2)))/(Xmx-Xmn)*100

例如：

当xmx=128 xmn=36 SurvivorRatior=1时 CMSInitiatingOccupancyFraction<=((128.0-36)-(36-36/(1+2)))/(128-36)*100 =73.913

当xmx=128 xmn=24 SurvivorRatior=1时 CMSInitiatingOccupancyFraction<=((128.0-24)-(24-24/(1+2)))/(128-24)*100=84.61

当xmx=3000 xmn=600 SurvivorRatior=1时 CMSInitiatingOccupancyFraction<=((3000.0-600)-(600-600/(1+2)))/(3000-600)*100=83.33

CMSInitiatingOccupancyFraction低于70% 需要调整xmn或SurvivorRatior值。

网上一童鞋推断出的公式是：(Xmx-Xmn)*(100-CMSInitiatingOccupancyFraction)/100>=Xmn 这个公式个人认为不是很严谨，在内存小的时候会影响xmn的计算。

实例5：promotion failed

垃圾回收时promotion failed是个很头痛的问题，一般可能是两种原因产生，第一个原因是救助空间不够，救助空间里的对象还不应该被移动到年老代，但年轻代又有很多对象需要放入救助空间；第二个原因是年老代没有足够的空间接纳来自年轻代的对象；这两种情况都会转向Full GC，网站停顿时间较长。

解决方方案一：

第一个原因我的最终解决办法是去掉救助空间，设置-XX:SurvivorRatio=65536 -XX:MaxTenuringThreshold=0即可，第二个原因我的解决办法是设置CMSInitiatingOccupancyFraction为某个值（假设70），这样年老代空间到70%时就开始执行CMS，年老代有足够的空间接纳来自年轻代的对象。

解决方案一的改进方案：

又有改进了，上面方法不太好，因为没有用到救助空间，所以年老代容易满，CMS执行会比较频繁。我改善了一下，还是用救助空间，但是把救助空间加大，这样也不会有promotion failed。具体操作上，32位Linux和64位Linux好像不一样，64位系统似乎只要配置MaxTenuringThreshold参数，CMS还是有暂停。为了解决暂停问题和promotion failed问题，最后我设置-XX:SurvivorRatio=1 ，并把MaxTenuringThreshold去掉，这样即没有暂停又不会有promotoin failed，而且更重要的是，年老代和永久代上升非常慢（因为好多对象到不了年老代就被回收了），所以CMS执行频率非常低，好几个小时才执行一次，这样，服务器都不用重启了。

-Xmx4000M -Xms4000M -Xmn600M -XX:PermSize=500M -XX:MaxPermSize=500M -Xss256K -XX:+DisableExplicitGC -XX:SurvivorRatio=1 -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC -XX:+CMSParallelRemarkEnabled -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0 -XX:+CMSClassUnloadingEnabled -XX:LargePageSizeInBytes=128M -XX:+UseFastAccessorMethods -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80 -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=0 -XX:+PrintClassHistogram -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintHeapAtGC -Xloggc:log/gc.log

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：
1. 并发垃圾收集信息
2. 持久代并发收集次数
3. 传统GC信息
4. 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

我的参考资料

JVM监控与调优
Java HotSpot VM Options
Java虚拟机-JVM各种参数配置大全详细
JVM生产环境参数实例及分析【生产环境实例增加中】

其他的

JVM启动参数大全
JVM系列三:JVM参数设置、分析
Java 6 JVM参数选项大全（中文版）
成为JavaGC专家Part II — 如何监控Java垃圾回收机制
成为Java GC专家系列(3) — 如何优化Java垃圾回收机制
JDK5.0垃圾收集优化之–Don’t Pause
Java HOTSPOT VM参数大全
【原】GC的默认方式
JAVA启动参数大全之三：非Stable参数
Java虚拟机学习 – 内存调优
内存溢出
如何查看JVM的扩展参数：-X
JVM内存状况查看方法和分析工具
虚拟机学习系列 – 附 – 虚拟机参数
JVM系列四:生产环境参数实例及分析【生产环境实例增加中】
垃圾收集器与内存分配策略
JVM垃圾收集器使用调查：CMS最受欢迎
Xms Xmx PermSize MaxPermSize 区别
Java虚拟机学习 – JDK可视化监控工具
虚拟机学习系列 – 6 – JDK工具
JVM监控工具介绍jstack, jconsole, jinfo, jmap, jdb, jstat
JVM 与 jstat

附言

-XX:PrintHeapAtGC日志输入形式

34.702: [GC {Heap before gc invocations=7:
def new generation   total 55296K, used 52568K [0x1ebd0000, 0x227d0000, 0x227d0000)
eden space 49152K, 99% used [0x1ebd0000, 0x21bce430, 0x21bd0000)
from space 6144K, 55% used [0x221d0000, 0x22527e10, 0x227d0000)
to   space 6144K,   0% used [0x21bd0000, 0x21bd0000, 0x221d0000)
tenured generation   total 69632K, used 2696K [0x227d0000, 0x26bd0000, 0x26bd0000)
the space 69632K,   3% used [0x227d0000, 0x22a720f8, 0x22a72200, 0x26bd0000)
compacting perm gen total 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 generation   total 55296K, used 3433K [0x1ebd0000, 0x227d0000, 0x227d0000)
eden space 49152K,   0% used [0x1ebd0000, 0x1ebd0000, 0x21bd0000)
from space 6144K, 55% used [0x21bd0000, 0x21f2a5e8, 0x221d0000)
to   space 6144K,   0% used [0x221d0000, 0x221d0000, 0x227d0000)
tenured generation   total 69632K, used 3182K [0x227d0000, 0x26bd0000, 0x26bd0000)
the space 69632K,   4% used [0x227d0000, 0x22aeb958, 0x22aeba00, 0x26bd0000)
compacting perm gen total 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]

什么是新Class类型校验器？

新Class类型校验器，将老的校验步骤拆分成两步：
1，类型推断。
2，类型校验。

新类型校验器通过在javac编译时嵌入类型信息到bytecode中，省略了类型推断这一步，从而提升了classloader的性能。

Classload顺序
load -> verify -> prepare -> resove -> init

什么是新生代收集担保？

在一次理想化的minor gc中，活跃对象会从Eden和First Survivor中被复制到Second Survivor。
然而，Second Survivor不一定能容纳所有的活跃对象。

为了确保minor gc能够顺利完成，需要在年老代中保留一块足以容纳所有活跃对象的内存空间。
这个预留的操作，被称之为新生代收集担保（New Generation Guarantee）。当预留操作无法完成时，就会触发major gc(full gc)。

为什么要关闭新生代收集担保？
因为在年老代中预留的空间大小，是无法精确计算的。

为了确保极端情况的发生，GC参考了最坏情况下的新生代内存占用，即Eden+First Survivor。

这种策略无疑是在浪费年老代内存，并从时序角度看，可能提前触发Full GC。

为了避免如上情况的发生，JVM允许开发者关闭新生代收集担保。

在开启本选项后，minotr gc将不再提供新生代收集担保，而是在出现survior或年老代不够用时，抛出promotion failed异常。

自旋锁优化原理

大家知道，Java的多线程安全是基于Lock机制实现的，而Lock的性能往往不如人意。
原因是，monitorenter与monitorexit这两个控制多线程同步的bytecode原语，是JVM依赖操作系统互斥(mutex)来实现的。
互斥是一种会导致线程挂起，并在较短的时间内又需要重新调度回原线程的，较为消耗资源的操作。

为了避免进入OS互斥，Java6的开发者们提出了自旋锁优化方法。

自旋锁优化的原理是在线程进入OS互斥前，通过CAS自旋一定的次数来检测锁的释放。

如果在自旋次数未达到预订值前，发现锁已被释放，则会立即持有该锁。
CAS检测锁的原理详见: http://www.bt285.cn/sejishikong/
关联选项：
-XX:PreBlockSpin=10

什么是预估堆内存？

预估堆内存是堆大小动态调控的重要选项之一。
堆内存预估最大值一定小于或等于固定最大值(-Xmx指定的数值)。
前者会根据使用情况动态调大或缩小，以提高GC回收的效率。