JVM参数详解

JVM（Java Virtual Machine）参数是用于配置和优化Java虚拟机运行行为的选项，主要分为标准参数、非标准参数（X参数）和高级参数（XX参数）。这些参数可以控制堆内存、垃圾回收、线程栈、日志输出等关键行为。以下是详细分类和常见参数解析：

一、JVM参数分类

1. 标准参数（-开头）

• 稳定且向后兼容，所有JVM实现均支持。
• 示例：

  java -version       # 查看JVM版本
  java -cp classpath  # 指定类路径
  java -server        # 使用服务器模式（默认在64位JVM中启用）
  

2. 非标准参数（X开头）

• 非标准化参数，不同JVM实现可能支持不同。
• 示例：

  java -Xms512m       # 初始堆大小
  java -Xmx2g         # 最大堆大小
  java -Xss256k       # 线程栈大小
  

3. 高级参数（XX开头）

• 用于精细控制JVM行为，分为Boolean类型和数值类型。
• Boolean类型：-XX:+<option>（启用）或 -XX:-<option>（禁用）。
• 数值类型：-XX:<option>=<value>（如 -XX:MaxGCPauseMillis=200）。
• 示例：

  java -XX:+PrintGCDetails      # 打印GC详细日志
  java -XX:NewRatio=2           # 年轻代:老年代=1:2
  

二、常见JVM参数详解

1. 堆内存相关

• -Xms<size>：初始堆大小（如 -Xms512m）。
• -Xmx<size>：最大堆大小（如 -Xmx4g）。
  • 生产环境建议设置相同（避免动态调整开销）：-Xms4g -Xmx4g。
• -Xmn<size>：年轻代大小（如 -Xmn1g）。
• -XX:NewRatio=<n>：年轻代与老年代比例（如 -XX:NewRatio=2 表示年轻代:老年代=1:2）。
• -XX:SurvivorRatio=<n>：Eden区与Survivor区比例（如 -XX:SurvivorRatio=8 表示 Eden:Survivor=8:1:1）。

2. 垃圾回收（GC）相关

GC策略选择

• Serial GC（单线程，适用于客户端应用）：

  -XX:+UseSerialGC
  

• Parallel GC（多线程，吞吐量优先）：

  -XX:+UseParallelGC       # 年轻代并行
  -XX:+UseParallelOldGC    # 老年代并行
  -XX:ParallelGCThreads=<n> # GC线程数（默认CPU核心数）
  

• CMS GC（低延迟，并发标记清除）：

  -XX:+UseConcMarkSweepGC
  -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75  # CMS触发阈值（默认68%）
  

• G1 GC（面向大堆，分代+区域化）：

  -XX:+UseG1GC
  -XX:MaxGCPauseMillis=200  # 目标最大停顿时间（毫秒）
  -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45  # 触发混合GC的堆占用百分比
  

• ZGC/Shenandoah（超低延迟，JDK 11+）：

  -XX:+UseZGC
  -XX:+UseShenandoahGC
  

GC日志

• 基础日志：

  -XX:+PrintGC        # 打印简要GC日志
  -XX:+PrintGCDetails # 打印详细GC日志
  -Xloggc:/path/to/gc.log  # 日志输出到文件
  

• 统一日志（JDK 9+）：

  -Xlog:gc*:file=gc.log:time,uptime,level,tags:filecount=5,filesize=10M
  

3. 线程栈相关

• -Xss<size>：线程栈大小（如 -Xss256k）。
  • 栈过小可能导致 StackOverflowError，过大则浪费内存。
• -XX:ThreadStackSize=<size>：与 -Xss 等效（部分JVM实现）。

4. 元空间（Metaspace）相关（JDK 8+）

• -XX:MetaspaceSize=<size>：初始元空间大小（如 -XX:MetaspaceSize=128m）。
• -XX:MaxMetaspaceSize=<size>：最大元空间大小（默认无限制）。
  • 元空间存放类元数据，替代了JDK 7及之前的永久代（PermGen）。

5. 调试与监控

• OOM时生成堆转储：

  -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
  -XX:HeapDumpPath=/path/to/dump.hprof
  

• JMX监控：

  -Dcom.sun.management.jmxremote
  -Dcom.sun.management.jmxremote.port=9010
  -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false
  -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false
  

• 飞行记录器（JFR）：

  -XX:StartFlightRecording=duration=60s,filename=myrecording.jfr
  

6. 其他常用参数

• 禁用系统类缓存（避免类加载问题）：

  -Xshare:off
  

• 随机数生成器（影响哈希算法）：

  -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom  # 加快Tomcat启动
  

• JVM ergonomics（自动调优，生产环境慎用）：

  -XX:+UseAdaptiveSizePolicy  # 自动调整年轻代大小（Parallel GC默认启用）
  

三、参数配置示例

1. 生产环境G1 GC配置

java -server \
     -Xms8g -Xmx8g \
     -XX:+UseG1GC \
     -XX:MaxGCPauseMillis=200 \
     -XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=45 \
     -XX:+PrintGCDetails \
     -Xloggc:/var/log/gc.log \
     -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError \
     -XX:HeapDumpPath=/var/log/ \
     -jar app.jar

2. 调试OOM问题

java -Xms512m -Xmx512m \
     -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError \
     -XX:HeapDumpPath=./ \
     -XX:ErrorFile=./hs_err_pid%p.log \
     -jar app.jar

四、参数查看工具

1. jinfo：查看运行中JVM的参数。

   jinfo -flags <pid>
   

2. jcmd：查看或修改JVM参数（JDK 7+）。

   jcmd <pid> VM.flags
   

3. jstat：监控GC、内存、类加载等。

   jstat -gcutil <pid> 1000  # 每秒打印GC统计
   

五、注意事项

1. 参数兼容性：不同JDK版本可能支持不同参数（如ZGC需JDK 11+）。
2. 性能测试：调整参数后需通过压测验证效果（如使用JMeter、Gatling）。
3. 默认值：可通过 java -XX:+PrintFlagsFinal -version 查看所有参数的默认值。

通过合理配置JVM参数，可以显著提升Java应用的性能、稳定性和可维护性。建议根据应用特点（如吞吐量、延迟、内存占用）选择合适的GC策略和内存大小。