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作為當(dāng)前更受歡迎和廣泛使用的開源操作系統(tǒng)之一，Linux平臺(tái)下Java虛擬機(jī)（JVM）的穩(wěn)定性和性能始終是不可忽視的問題。JVM為Java程序提供的內(nèi)存管理系統(tǒng)使Java應(yīng)用程序的編寫和維護(hù)變得非常方便，但隨著程序復(fù)雜度的增加，程序?qū)?nèi)存的需求也會(huì)不斷增加，進(jìn)而對(duì)JVM的內(nèi)存運(yùn)行能力提出了更高更復(fù)雜的要求。在這里，我們將分享一些如何優(yōu)化Linux下JVM內(nèi)存運(yùn)行的簡(jiǎn)單技巧。
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一、理解JVM內(nèi)存模型
在實(shí)現(xiàn)Java應(yīng)用程序時(shí)，內(nèi)存管理有以下4個(gè)主要部分：堆、方法區(qū)、棧和PC寄存器。同時(shí)，JVM還有一個(gè)內(nèi)存池用于管理字符串值和其他基本對(duì)象。堆是JVM內(nèi)存空間中的更大區(qū)域，被用于存儲(chǔ)所有的對(duì)象，而一些線程和對(duì)象的局部變量則保存在棧中。 PC寄存器用于存儲(chǔ)當(dāng)前執(zhí)行的指令地址，而方法區(qū)用于存儲(chǔ)Java類的元信息，比如類名、方法名、字段名稱和字節(jié)碼。 JVM還使用內(nèi)存池來保存字符串值和其他特殊對(duì)象。
二、設(shè)置JVM內(nèi)存參數(shù)
JVM內(nèi)存參數(shù)對(duì)于應(yīng)用程序的穩(wěn)定性和性能的影響非常顯著，因此手動(dòng)設(shè)置這些參數(shù)是優(yōu)化Java應(yīng)用程序性能的一個(gè)非常有效的方法。以下是一些必須考慮的參數(shù)：
1. Xmx參數(shù)：指定JVM更大可用內(nèi)存，以字節(jié)數(shù)為單位。我們可以根據(jù)服務(wù)器的硬件配置以及應(yīng)用程序的實(shí)際需求來調(diào)整此參數(shù)。也就是說，我們需要為每個(gè)應(yīng)用程序定制Xmx的值。
2. Xms參數(shù)：指定JVM啟動(dòng)時(shí)使用的內(nèi)存量。通常，我們建議將Xmx和Xms設(shè)置為相同的值。
3. PermSize參數(shù)：PermSize參數(shù)用于設(shè)置方法區(qū)的初始內(nèi)存大小。該參數(shù)在Java6及更高版本中不再使用，但在Java5及更低版本中仍可使用。
4. MaxPermSize參數(shù)：用于定義JVM更大PermSize的大小。該參數(shù)在Java6及更高版本中不再使用，但在Java5及更低版本中仍可使用。
5. Xss參數(shù)：該參數(shù)用于設(shè)置每個(gè)線程堆棧的大小。同樣，我們可以根據(jù)應(yīng)用程序的實(shí)際需要來確定此值。
三、避免過度使用GC
在Java應(yīng)用程序中，垃圾收集器是一個(gè)非常重要的機(jī)制。當(dāng)程序需要清理未使用的內(nèi)存時(shí)，垃圾收集器就會(huì)開始工作。垃圾收集器會(huì)把不再使用的對(duì)象從內(nèi)存中刪除，從而使更多的內(nèi)存可用。不過，頻繁的垃圾收導(dǎo)致應(yīng)用程序的性能下降。因此，我們需要采取措施來優(yōu)化內(nèi)存管理，從而減少垃圾收集器的運(yùn)行次數(shù)。
1. 避免創(chuàng)建過多的短壽命對(duì)象
短壽命對(duì)象是一種生命周期很短的對(duì)象，在大多數(shù)情況下，短壽命對(duì)象會(huì)很快被垃圾收集器回收。因此，為了避免垃圾收集器的頻繁執(zhí)行，我們可以嘗試減少短壽命對(duì)象的創(chuàng)建。
2. 盡可能使用局部變量
如果一個(gè)對(duì)象只在函數(shù)內(nèi)部使用，我們應(yīng)該盡量將其定義為局部變量。這樣做有兩個(gè)好處：
a. 減少了垃圾收集器的負(fù)擔(dān)，因?yàn)檫@些對(duì)象只會(huì)被分配在棧上，而不是堆中。
b. 加快了函數(shù)的執(zhí)行速度，因?yàn)榫植孔兞吭跅Ｉ戏峙?，而棧上的分配操作比堆上的分配操作要快得多?/p>
四、Java 8中的內(nèi)存改進(jìn)
Java 8引入了一些新的內(nèi)存管理特性，如針對(duì)G1收集器的JVM堆監(jiān)控API和堆Dump API。這些新特性可以幫助我們更好地診斷程序內(nèi)存使用情況，從而更好地優(yōu)化應(yīng)用程序的性能。
1. G1收集器是Java 8中新引入的垃圾收集器，它采用了一種不同于標(biāo)記清除（Mark-Sweep）和標(biāo)記整理（Mark-Compact）的算法，并針對(duì)大內(nèi)存設(shè)置做了一些優(yōu)化。
2. JVM堆監(jiān)控API可以讓我們實(shí)時(shí)監(jiān)控JVM堆的使用情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決內(nèi)存泄漏等問題。
3. 堆Dump API可以讓我們?cè)诔绦蜻\(yùn)行時(shí)生成堆Dump文件，用于更加詳細(xì)地分析應(yīng)用程序的堆使用情況。
五、其他一些小技巧
除了上述技巧外，我們還可以嘗試以下一些小技巧來優(yōu)化JVM的內(nèi)存使用：
1. 合理地使用緩存
如果某個(gè)對(duì)象需要頻繁地被使用，我們可以嘗試使用緩存來提高程序的性能。通過緩存，我們可以減少對(duì)象的創(chuàng)建次數(shù)，從而降低垃圾收集器的工作量。
2. 盡可能使用原始類型
如果可能，我們應(yīng)該盡可能使用原始類型而不是對(duì)象類型。原始類型在使用內(nèi)存方面更加高效，因?yàn)樗鼈冊(cè)跅Ｉ戏峙洌皇嵌焉?。這樣可以減少垃圾收集的負(fù)擔(dān)，從而提高程序的性能。
3. 優(yōu)化代碼邏輯
我們應(yīng)該盡可能地優(yōu)化應(yīng)用程序的代碼邏輯，從而減少內(nèi)存的使用。在實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜算法時(shí)，我們可以嘗試使用一些高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法來優(yōu)化程序的性能。同時(shí)，我們還可以嘗試通過減少類的繼承層次以及減少Java反射調(diào)用等方式來減少內(nèi)存的使用。
JVM的內(nèi)存管理對(duì)于應(yīng)用程序的性能和穩(wěn)定性至關(guān)重要。通過對(duì)以上優(yōu)化技巧的掌握，我們可以更好地管理JVM的內(nèi)存，并優(yōu)化我們的Java應(yīng)用程序的性能。如果你的應(yīng)用程序日益變得復(fù)雜，我們建議你盡早優(yōu)化內(nèi)存管理，以確保程序的健康運(yùn)行。
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linux啟動(dòng)腳本的jvm怎么設(shè)置
不管是YGC還是Full GC,GC過程中都會(huì)對(duì)導(dǎo)致程序運(yùn)行中中斷,正確的選擇不同的GC策略,調(diào)整JVM、GC的參數(shù)，可以極大的減少由于GC工作，而導(dǎo)致的程序運(yùn)行中斷方面的問題，進(jìn)而適當(dāng)?shù)奶岣逬ava程序銷正的工作效率。但是調(diào)整GC是以個(gè)極為復(fù)雜的過程，由于各個(gè)程序具備不同的特點(diǎn)，如：web和GUI程序就有很大區(qū)別（Web可以適當(dāng)?shù)耐ｎD，但GUI停頓是客戶無法接受的），而且由于跑睜謹(jǐn)在各個(gè)機(jī)器上的配置不同（主要cup個(gè)數(shù)，內(nèi)存不同），所以使用的GC種類也會(huì)不同(如何選擇見GC種類及如何選擇)。本文將注重介紹JVM、GC的一些重要參數(shù)的設(shè)置來提高系統(tǒng)的性能。
GC性能方面的考慮
對(duì)于GC的性能主要有2個(gè)方面的指標(biāo)：吞吐量throughput（工作時(shí)間不算gc的時(shí)悉斗基間占總的時(shí)間比）和暫停pause（gc發(fā)生時(shí)app對(duì)外顯示的無法響應(yīng)）。
1. Total Heap
默認(rèn)情況下，vm會(huì)增加/減少heap大小以維持free space在整個(gè)vm中占的比例，這個(gè)比例由MinHeapFreeRatio和MaxHeapFreeRatio指定。
一般而言，server端的app會(huì)有以下規(guī)則：
對(duì)vm分配盡可能多的memory；
將Xms和Xmx設(shè)為一樣的值。如果虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)設(shè)置使用的內(nèi)存比較小，這個(gè)時(shí)候又需要初始化很多對(duì)象，虛擬機(jī)就必須重復(fù)地增加內(nèi)存。
處理器核數(shù)增加，內(nèi)存也跟著增大。
2. The Young Generation
另外一個(gè)對(duì)于app流暢性運(yùn)行影響的因素是young generation的大小。young generation越大，minor collection越少；但是在固定heap size情況下，更大的young generation就意味著小的tenured generation，就意味著更多的major collection(major collection會(huì)引發(fā)minor collection)。
NewRatio反映的是young和tenured generation的大小比例。NewSize和MaxNewSize反映的是young generation大小的下限和上限，將這兩個(gè)值設(shè)為一樣就固定了young generation的大?。ㄍ琗ms和Xmx設(shè)為一樣）。
如果希望，SurvivorRatio也可以優(yōu)化survivor的大小，不過這對(duì)于性能的影響不是很大。SurvivorRatio是eden和survior大小比例。
一般而言，server端的app會(huì)有以下規(guī)則：
首先決定能分配給vm的更大的heap size，然后設(shè)定更佳的young generation的大??；
如果heap size固定后，增加young generation的大小意味著減小tenured generation大小。讓tenured generation在任何時(shí)候夠大，能夠容納所有l(wèi)ive的data（留10%-20%的空余）。
經(jīng)驗(yàn)&&規(guī)則
年輕代大小選擇
響應(yīng)時(shí)間優(yōu)先的應(yīng)用:盡可能設(shè)大,直到接近系統(tǒng)的更低響應(yīng)時(shí)間限制(根據(jù)實(shí)際情況選擇).在此種情況下,年輕代收集發(fā)生的頻率也是最小的.同時(shí),減少到達(dá)年老代的對(duì)象.
吞吐量?jī)?yōu)先的應(yīng)用:盡可能的設(shè)置大,可能到達(dá)Gbit的程度.因?yàn)閷?duì)響應(yīng)時(shí)間沒有要求,垃圾收集可以并行進(jìn)行,一般適合8CPU以上的應(yīng)用.
避免設(shè)置過小.當(dāng)新生代設(shè)置過小時(shí)會(huì)導(dǎo)致:1.YGC次數(shù)更加頻繁 2.可能導(dǎo)致YGC對(duì)象直接進(jìn)入舊生代,如果此時(shí)舊生代滿了,會(huì)觸發(fā)FGC.
年老代大小選擇
響應(yīng)時(shí)間優(yōu)先的應(yīng)用:年老代使用并發(fā)收集器,所以其大小需要小心設(shè)置,一般要考慮并發(fā)會(huì)話率和會(huì)話持續(xù)時(shí)間等一些參數(shù).如果堆設(shè)置小了,可以會(huì)造成內(nèi)存碎 片,高回收頻率以及應(yīng)用暫停而使用傳統(tǒng)的標(biāo)記清除方式;如果堆大了,則需要較長(zhǎng)的收集時(shí)間.更優(yōu)化的方案,一般需要參考以下數(shù)據(jù)獲得:
并發(fā)垃圾收集信息、持久代并發(fā)收集次數(shù)、傳統(tǒng)GC信息、花在年輕代和年老代回收上的時(shí)間比例。
吞吐量?jī)?yōu)先的應(yīng)用:一般吞吐量?jī)?yōu)先的應(yīng)用都有一個(gè)很大的年輕代和一個(gè)較小的年老代.原因是,這樣可以盡可能回收掉大部分短期對(duì)象,減少中期的對(duì)象,而年老代盡存放長(zhǎng)期存活對(duì)象.
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