Java programming language具有目前大部分程式語言所共有的一些特徵，被特意設計用於網際網路的分散式環境。Java具有類似於C++語言的"形式和感覺"，但它要比C++語言更易於使用，而且在程式設計時徹底採用了一種"以物件為導向"的方式。使用Java編寫的應用程式，既可以在一臺單獨的電腦上執行，也可以被分佈在一個網路的伺服器端和客戶端執行。另外，Java還可以被用來編寫容量很小的應用程式模組或者applet，做為網頁的一部分使用。applet可使網頁使用者和網頁之間進行互動式操作。

一、常見的Java記憶體溢位有以下三種：

1. java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space ----JVM Heap（堆）溢位

JVM在啟動的時候會自動設定JVM Heap的值，其初始空間(即-Xms)是實體記憶體的1/64，最大空間(-Xmx)不可超過實體記憶體。

可以利用JVM提供的-Xmn -Xms -Xmx等選項可進行設定。Heap的大小是Young Generation 和Tenured Generaion 之和。

在JVM中如果98％的時間是用於GC，且可用的Heap size 不足2％的時候將丟擲此異常資訊。

解決方法：手動設定JVM Heap（堆）的大小。  

2. java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space  ---- PermGen space溢位。 

PermGen space的全稱是Permanent Generation space，是指記憶體的永久儲存區域。

為什麼會記憶體溢位，這是由於這塊記憶體主要是被JVM存放Class和Meta資訊的，Class在被Load的時候被放入PermGen space區域，它和存放Instance的Heap區域不同,sun的 GC不會在主程式執行期對PermGen space進行清理，所以如果你的APP會載入很多CLASS的話，就很可能出現PermGen space溢位。

解決方法： 手動設定MaxPermSize大小

3. java.lang.StackOverflowError   ---- 棧溢位

棧溢位了，JVM依然是採用棧式的虛擬機器，這個和C和Pascal都是一樣的。函式的呼叫過程都體現在堆疊和退棧上了。

呼叫建構函式的 “層”太多了，以致於把棧區溢位了。

通常來講，一般棧區遠遠小於堆區的，因為函式呼叫過程往往不會多於上千層，而即便每個函式呼叫需要 1K的空間(這個大約相當於在一個C函式內聲明瞭256個int型別的變數)，那麼棧區也不過是需要1MB的空間。通常棧的大小是1－2MB的。

通常遞迴也不要遞迴的層次過多，很容易溢位。

解決方法：修改程式。

二、解決方法

在生產環境中tomcat記憶體設定不好很容易出現jvm記憶體溢位。

1、 linux下的tomcat：  

修改TOMCAT_HOME/bin/catalina.sh 

位置cygwin=false前。

JAVA_OPTS="-server -Xms256m -Xmx512m -XX:PermSize=64M -XX:MaxPermSize=128m" 

2、 如果tomcat 5 註冊成了windows服務，以services方式啟動的，則需要修改登錄檔中的相應鍵值。

修改登錄檔HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Apache Software Foundation\Tomcat Service Manager\Tomcat5\Parameters\Java，右側的Options

原值為

-Dcatalina.home="C:\ApacheGroup\Tomcat 5.0"

-Djava.endorsed.dirs="C:\ApacheGroup\Tomcat 5.0\common\endorsed"

-Xrs

加入 -Xms256m -Xmx512m 

重起tomcat服務,設定生效

3、如果tomcat 6 註冊成了windows服務，或者windows2003下用tomcat的安裝版，

在/bin/tomcat6w.exe裡修改就可以了 。

4、 如果要在myeclipse中啟動tomcat，上述的修改就不起作用了，可如下設定：

Myeclipse->preferences->myeclipse->servers->tomcat->tomcat×.×->JDK面板中的

Optional Java VM arguments中新增：-Xms256m -Xmx512m -XX:PermSize=64M -XX:MaxPermSize=128m

三、JVM各個引數含義：

-server:一定要作為第一個引數，在多個CPU時效能佳 

堆大小設定

JVM 中最大堆大小有三方面限制：相關作業系統的資料模型（32-bt還是64-bit）限制；系統的可用虛擬記憶體限制；系統的可用實體記憶體限制。32位系統下，一般限制在1.5G~2G；64為作業系統對記憶體無限制。我在Windows Server 2003 系統，3.5G實體記憶體，JDK5.0下測試，最大可設定為1478m。

典型設定：

java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k

-Xmx3550m：設定JVM最大可用記憶體為3550M。

-Xms3550m：設定JVM促使記憶體為3550m。此值可以設定與-Xmx相同，以避免每次垃圾回收完成後JVM重新分配記憶體。

-Xmn2g：設定年輕代大小為2G。整個堆大小=年輕代大小 + 年老代大小 + 持久代大小。持久代一般固定大小為64m，所以增大年輕代後，將會減小年老代大小。此值對系統性能影響較大，Sun官方推薦配置為整個堆的3/8。

-Xss128k：設定每個執行緒的堆疊大小。JDK5.0以後每個執行緒堆疊大小為1M，以前每個執行緒堆疊大小為256K。更具應用的執行緒所需記憶體大小進行調整。在相同實體記憶體下，減小這個值能生成更多的執行緒。但是作業系統對一個程序內的執行緒數還是有限制的，不能無限生成，經驗值在3000~5000左右。

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

-XX:NewRatio=4:設定年輕代（包括Eden和兩個Survivor區）與年老代的比值（除去持久代）。設定為4，則年輕代與年老代所佔比值為1：4，年輕代佔整個堆疊的1/5

-XX:SurvivorRatio=4：設定年輕代中Eden區與Survivor區的大小比值。設定為4，則兩個Survivor區與一個Eden區的比值為2:4，一個Survivor區佔整個年輕代的1/6

-XX:MaxPermSize=16m:設定持久代大小為16m。

-XX:MaxTenuringThreshold=0：設定垃圾最大年齡。如果設定為0的話，則年輕代物件不經過Survivor區，直接進入年老代。對於年老代比較多的應用，可以提高效率。如果將此值設定為一個較大值，則年輕代物件會在Survivor區進行多次複製，這樣可以增加物件再年輕代的存活時間，增加在年輕代即被回收的概論。

回收器選擇

JVM給了三種選擇：序列收集器、並行收集器、併發收集器，但是序列收集器只適用於小資料量的情況，所以這裡的選擇主要針對並行收集器和併發收集器。預設情況下，JDK5.0以前都是使用序列收集器，如果想使用其他收集器需要在啟動時加入相應引數。JDK5.0以後，JVM會根據當前系統配置進行判斷。

吞吐量優先的並行收集器

如上文所述，並行收集器主要以到達一定的吞吐量為目標，適用於科學技術和後臺處理等。

典型配置：

java -Xmx3800m -Xms3800m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20

-XX:+UseParallelGC：選擇垃圾收集器為並行收集器。此配置僅對年輕代有效。即上述配置下，年輕代使用併發收集，而年老代仍舊使用序列收集。

-XX:ParallelGCThreads=20：配置並行收集器的執行緒數，即：同時多少個執行緒一起進行垃圾回收。此值最好配置與處理器數目相等。

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為並行收集。JDK6.0支援對年老代並行收集。

java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMillis=100

-XX:MaxGCPauseMillis=100:設定每次年輕代垃圾回收的最長時間，如果無法滿足此時間，JVM會自動調整年輕代大小，以滿足此值。

java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:MaxGCPauseMillis=100-XX:+UseAdaptiveSizePolicy

-XX:+UseAdaptiveSizePolicy：設定此選項後，並行收集器會自動選擇年輕代區大小和相應的Survivor區比例，以達到目標系統規定的最低相應時間或者收集頻率等，此值建議使用並行收集器時，一直開啟。

響應時間優先的併發收集器

如上文所述，併發收集器主要是保證系統的響應時間，減少垃圾收集時的停頓時間。適用於應用伺服器、電信領域等。

典型配置：

java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC

-XX:+UseConcMarkSweepGC：設定年老代為併發收集。測試中配置這個以後，-XX:NewRatio=4的配置失效了，原因不明。所以，此時年輕代大小最好用-Xmn設定。

-XX:+UseParNewGC:設定年輕代為並行收集。可與CMS收集同時使用。JDK5.0以上，JVM會根據系統配置自行設定，所以無需再設定此值。

java -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=5 -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：由於併發收集器不對記憶體空間進行壓縮、整理，所以執行一段時間以後會產生“碎片”，使得執行效率降低。此值設定執行多少次GC以後對記憶體空間進行壓縮、整理。

-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：開啟對年老代的壓縮。可能會影響效能，但是可以消除碎片

輔助資訊

JVM提供了大量命令列引數，列印資訊，供除錯使用。主要有以下一些：

-XX:+PrintGC

輸出形式：[GC 118250K->113543K(130112K), 0.0094143 secs]

                [Full GC 121376K->10414K(130112K), 0.0650971 secs]

-XX:+PrintGCDetails

輸出形式：[GC [DefNew: 8614K->781K(9088K), 0.0123035 secs] 118250K->113543K(130112K), 0.0124633 secs]

                [GC [DefNew: 8614K->8614K(9088K), 0.0000665 secs][Tenured: 112761K->10414K(121024K), 0.0433488 secs] 121376K->10414K(130112K), 0.0436268 secs]

-XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGC：PrintGCTimeStamps可與上面兩個混合使用

輸出形式：11.851: [GC 98328K->93620K(130112K), 0.0082960 secs]

-XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime:列印每次垃圾回收前，程式未中斷的執行時間。可與上面混合使用

輸出形式：Application time: 0.5291524 seconds

-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime：列印垃圾回收期間程式暫停的時間。可與上面混合使用

輸出形式：Total time for which application threads were stopped: 0.0468229 seconds

-XX:PrintHeapAtGC:列印GC前後的詳細堆疊資訊

-Xloggc:filename:與上面幾個配合使用，把相關日誌資訊記錄到檔案以便分析。

常見配置彙總

堆設定

-Xms:初始堆大小

-Xmx:最大堆大小

-XX:NewSize=n:設定年輕代大小

-XX:NewRatio=n:設定年輕代和年老代的比值。如:為3，表示年輕代與年老代比值為1：3，年輕代佔整個年輕代年老代和的1/4

-XX:SurvivorRatio=n:年輕代中Eden區與兩個Survivor區的比值。注意Survivor區有兩個。如：3，表示Eden：Survivor=3：2，一個Survivor區佔整個年輕代的1/5

-XX:MaxPermSize=n:設定持久代大小

收集器設定

-XX:+UseSerialGC:設定序列收集器

-XX:+UseParallelGC:設定並行收集器

-XX:+UseParalledlOldGC:設定並行年老代收集器

-XX:+UseConcMarkSweepGC:設定併發收集器

垃圾回收統計資訊

-XX:+PrintGC

-XX:+PrintGCDetails

-XX:+PrintGCTimeStamps

-Xloggc:filename

並行收集器設定

-XX:ParallelGCThreads=n:設定並行收集器收集時使用的CPU數。並行收集執行緒數。

-XX:MaxGCPauseMillis=n:設定並行收集最大暫停時間

-XX:GCTimeRatio=n:設定垃圾回收時間佔程式執行時間的百分比。公式為1/(1+n)

併發收集器設定

-XX:+CMSIncrementalMode:設定為增量模式。適用於單CPU情況。

-XX:ParallelGCThreads=n:設定併發收集器年輕代收集方式為並行收集時，使用的CPU數。並行收集執行緒數。

四、調優總結

年輕代大小選擇

響應時間優先的應用：儘可能設大，直到接近系統的最低響應時間限制（根據實際情況選擇）。在此種情況下，年輕代收集發生的頻率也是最小的。同時，減少到達年老代的物件。

吞吐量優先的應用：儘可能的設定大，可能到達Gbit的程度。因為對響應時間沒有要求，垃圾收集可以並行進行，一般適合8CPU以上的應用。

年老代大小選擇

響應時間優先的應用：年老代使用併發收集器，所以其大小需要小心設定，一般要考慮併發會話率和會話持續時間等一些引數。如果堆設定小了，可以會造成記憶體碎片、高回收頻率以及應用暫停而使用傳統的標記清除方式；如果堆大了，則需要較長的收集時間。最優化的方案，一般需要參考以下資料獲得：

併發垃圾收集資訊

持久代併發收集次數

傳統GC資訊

花在年輕代和年老代回收上的時間比例

減少年輕代和年老代花費的時間，一般會提高應用的效率

吞吐量優先的應用：一般吞吐量優先的應用都有一個很大的年輕代和一個較小的年老代。原因是，這樣可以儘可能回收掉大部分短期物件，減少中期的物件，而年老代盡存放長期存活物件。

較小堆引起的碎片問題

因為年老代的併發收集器使用標記、清除演算法，所以不會對堆進行壓縮。當收集器回收時，他會把相鄰的空間進行合併，這樣可以分配給較大的物件。但是，當堆空間較小時，執行一段時間以後，就會出現“碎片”，如果併發收集器找不到足夠的空間，那麼併發收集器將會停止，然後使用傳統的標記、清除方式進行回收。如果出現“碎片”，可能需要進行如下配置：

-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：使用併發收集器時，開啟對年老代的壓縮。

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0：上面配置開啟的情況下，這裡設定多少次Full GC後，對年老代進行壓縮