背景

有个项目可以实时对应用的健康情况进行监控、分析、预警。如下图展示一段时间内应用“JVM监控”：

从这个视图中可以看出几个关键点：

（1）标号1中展示此时间段内FullGC次数、YoungGC次数；

（2）标号2中描述标号1该时间段内FullGC耗费的时长、YoungGC耗费的时长；

（3）标号3中描述标号1该时间段内JVM各运行时数据区占用的内存；

（4）标号4中描述非JVM内存的占用量，即元空间。

很明显该应用在短时间内发生了6次FullGC，已经大大降低的应用对外提供服务的能力，那么怎么优化呢？

解决方案

即调整JVM参数：-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:ParallelGCThreads=4 -XX:+UseParNewGC

（1）参数1：-XX:+UseConcMarkSweepGC -并行CMS垃圾回收器，即老年代并行垃圾回收。

（2）参数2：-XX:ParallelGCThreads=4 -GC线程数，参考CPU核数

（3）参数3：-XX:+UseParNewGC -新生代并行垃圾回收

总之，通过并发进行老年代和年轻代的垃圾回收，减少由于内存不足反复GC的次数。原因在于FullGC会使得虚拟机短暂停顿，如果是串行进行垃圾回收，且回收次数过多，那么必然会导致虚拟机更长的停顿时长，应用在这段时间内的可用性大大降低，即应用响应慢了，极端点就可能造成系统奔溃。对于流量大的应用内存很快不足，那么自然GC次数也会随之增大。合理地设置JVM中的参数是能很好解决这类问题的，当然前提是代码编写也考虑了内存分配的机制，保证在代码层面上不会造成内存泄漏，否则单纯靠设置JVM参数就能解决，那肯定是不可靠的。

这里注意下UseParNewGC和UseParallelGC的区别，关注JVM参数之间配合使用，避免达到不可预期的效果：

（1）UseParNewGC：并发串行收集器，它是工作在新生代的垃圾收集器，它只是将串行收集器多线程化，除了这个并没有太多创新之处，而且它们共用了相当多的代码。它与串行收集器一样，也是独占式收集器，在收集过程中，应用程序会全部暂停。但它却是许多运行在Server模式下的虚拟机中首选的新生代收集器，其中有一个与性能无关但很重要的原因是，除了Serial收集器外，目前只有它能与CMS收集器配合工作。

（2）UseParallelGC：并行收集器，同时运行在多个cpu之间，物理上的并行收集器，跟上面的收集器一样也是独占式的，但是它最大化的提高程序吞吐量，同时缩短程序停顿时间，另外它不能与CMS收集器配合工作。

JVM性能调优总结

1、一般来说，当survivor区不够大或者占用量达到50%，就会把一些对象放到老年区。通过设置合理的Eden区、survivor区及使用率，可以将年轻对象保存在年轻代，从而避免fullGC，使用-Xmn设置年轻代的大小。

2、对于占用内存比较多的大对象，一般会选择在老年代分配内存。如果在年轻代给大对象分配内存，年轻代内存不够了，就要在Eden区移动大量对象到老年代，然后这些移动的对象可能很快消亡，因此导致fullGC。通过设置参数：-XX:PetenureSizeThreshold=1000000，单位为B，标明对象大小超过1M时，在老年代（tenured）分配内存空间。

3、一般情况下，年轻对象放在Eden区，当第一次GC后，如果对象还存活，则放在survivor区。此后，没GC一次，年龄增加1，当对象的年龄达到阈值，就被放到tenured老年区。这个阈值可以通过
-XX:MaxTenringThreshold设置。如果想让对象留在年轻代，可以设置比较大的阈值。

4、设置最小堆和最大堆：-Xmx和-Xms。稳定的堆大小对垃圾回收是有利的，获得一个稳定的堆大小的方法是设置-Xms和-Xmx的值一样，即最大堆和最小堆一样。如果这样设置，系统在运行时，堆大小理论上是
恒定的，稳定的堆空间可以减少GC次数。因此，很多服务端都会将这两个参数设置为一样的数值。稳定的堆大小虽然减少GC次数，但是增加每次GC的时间，因为每次GC要把堆的大小维持在一个区间内。

5、一个不稳定的堆并非毫无用处。在系统不需要使用大内存的时候，压缩堆空间，使得GC每次应对一个较小的堆空间，从而加快单次GC次数。基于这种考虑，JVM提供两个参数，用于压缩和扩展堆空间。
（1）-XX:MinHeapFreeRatio 参数用于设置堆空间的最小空闲比率。默认是40，当堆空间的空闲内存比率小于40，JVM便会扩展堆空间。
（2）-XX:MaxHeapFreeRatio 参数用于设置堆空间的最大空间比率。默认是70，当堆空间的空闲内存比率大于70，JVM便会压缩堆空间。
（3）当-Xmx和-Xms相等时，上面两个参数无效。

6、通过增大吞吐量提高系统性能，可以通过设置并行垃圾回收收集器。
（1）-XX:+UseParallelGC: 年轻代使用并行垃圾回收收集器。这是一个关注吞吐量的收集器，可以尽可能地减少垃圾回收时间。
（2）-XX:+UseParallelOldGC: 设置老年代使用并行垃圾回收收集器。

7、尝试使用大的内存分页：使用大的内存分页增加CPU的内存寻址能力，从而提高系统性能。-XX:+LargePageSizeInBytes 这种内存页的大小。

8、使用非占用的垃圾收集器。-XX:+UseConcMarkSweepGC 老年代使用CMS收集器降低停顿。

9、-XXSurvivorRatio=3，表示年轻代中的分配比率：survivor:eden = 2:3

JVM性能调优工具

（1）jps（Java Process Status）：输出JVM中运行的进程状态信息（现在一般使用jconsole）
（2）jstack：查看java进行内线程的堆栈信息。
（3）jmap：用于生成堆转存快照。
（4）jhat：用于分析jmap生成的堆转存快照（一般不推荐使用，而是使用ecplise Memory Analyzer）
（5）jstat：JVM统计监测工具。可以用来显示垃圾回收信息、类加载信息、新生代统计信息等。
（6）VisualVM：故障处理工具