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Java GC收集器配置說明

開發十年,就只剩下這套架構體系了! >>>   

 根據Java GC收集器具體分類,我們可以看出JVM根據需求不同提供了三種選擇:序列收集器、並行收集器、併發收集器

  序列收集器只適用於小資料量的情況,我們主要了解一下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,如果需要使用其他收集器需要在啟動的是時候加入相應的引數。JDK5.0以後,JVM會根據當前系統的配置進行判斷。

  我們先了解一下什麼是並行和併發?

  並行:指多條垃圾收集器執行緒並行工作,但此時仍是“Stop The World”狀態,即使用者執行緒處於等待狀態;

  併發:指使用者執行緒和垃圾收集執行緒同時執行(不一定是並行的,很有可能是執行緒交替執行),使用者執行緒繼續執行,而垃圾收集程式執行在另一個CPU上。

   吞吐量優先的並行收集器

    並行收集器主要以達到一定的吞吐量為目標,適用於科學技術和後臺處理。分為兩種:  

     1、並行收集器(-XX:+ UseParallelGC)在次要回收中使用多執行緒來執行,在主要回收中使用單執行緒執行;

     2、並行舊生代收集器(Parallet Old Collection)(XX:+UseParallelOldGC),在次要回收和主要回收都使用多執行緒,當年老區填滿後會觸發主要回收

      典型配置:

      java -Xmx3800m -Xms3800m -Xmn2g -Xss128k -XX:UseParallelGC -XX:ParallelGCThreans = 20

      -Xmx3800m:最大堆大小

      -Xms3800m:初始堆大小,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JVM記憶體大小=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。

      -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。即該配置下,年輕代使用併發收集,而年老代仍舊使用序列收集。

      -XX:ParallelGCThreans = 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。此值的配置最好與處理器數目相等。

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      java -Xmx3500m -Xms3500m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseparallelGC - XX:ParallelGCThreans = 20 -XX:+UseParallelOldGC

      -XX:+UseParallelOldGC:配置老年代垃圾收集器為並行收集。JDK6.0支援對老年代並行收集。

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      java -Xms3550m -Xmm3550m -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。

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      java -Xms3550m -Xmm3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseparallelGC -XX:MaxGCPauseMillis = 100 -XX:+UseAdaptiveSizePolicy

      -XX:UseAdaptiveSizePolicy = 100:設定此項以後,並行收集器會自動選擇年輕代大小和相應的Surivior區比例,以達到目標系統規定的最低響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。

  相應時間優先併發收集器  

      併發收集器主要保證系統的響應時間,減少垃圾收集的停頓時間。適用於應用伺服器、電信領域。

      CMS(Concurrent Mark Sweep)併發標記清理收集器

      CMS(-XX:+UseConcMarkSweepGC)收集器在老年代使用,專門收集那些在主要回收中不可能到達的年老物件。它與應用程式併發執行,在年老代保持一直有足夠的空間以保證不會發生年輕代晉升失敗。

      典型配置:

      java -Xmx3550m -Xmm3550m -Xmn2g -Xss128K -XX:ParallelGCThread = 20 -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC

      -XX:+UseConcMarkSweepGC:設定年老代為併發收集。

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

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

      -XX:CMSFULLGCsBeforCompaction=5:由於併發收集器不對內粗空間進行壓縮、整理,所以執行一段時間會產生“碎片”,使得執行效率低。此值設定執行多少次GC以後對內訓空間進行壓縮、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。

  常見配置彙總

    -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

    -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)

    -XX:+PrintGC

    -XX:+PrintGCDetails

    -XX:+PrintGCTimeStamps

    -Xloggc:filename

    -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

    -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

    堆設定

    收集器設定

    垃圾回收統計資訊

    並行收集器設定

    併發收集器設定

  調優總結

    -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

    -XX:MaxHeapFreeRatio=30

    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: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。

    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

    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。

    年輕代大小選擇

    年老代大小選擇

    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

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