Java虛擬機（JVM）是Java應用運行的核心環境。JVM的性能優化對於提高應用性能、減少資源消耗和提升系統穩定性至關重要。本文將深入探討JVM的調優方法和相關參數，以幫助開發者和系統管理員有效地優化他們的Java應用。

本文，已收錄於，我的技術網站 ddkk.com，有大廠完整面經，工作技術，架構師成長之路，等經驗分享

JVM調優通常涉及到對堆內存、垃圾回收策略和線程堆棧大小等方面的調整。優化的目標是確保JVM在執行Java應用時能夠高效地使用系統資源。

1、堆內存調優

使用場景：調整JVM的堆內存可以幫助避免內存溢出，提高垃圾回收的效率。

代碼示例：

啓動Java應用時的堆內存設置：

# 設置初始堆大小為256MB，最大堆大小為1024MB
java -Xms256m -Xmx1024m -jar your-application.jar

# 解釋
-Xms256m  # 設置JVM啓動時的初始堆大小為256MB
-Xmx1024m # 設置JVM可以使用的最大堆大小為1024MB

代碼解釋：

-Xms 參數用於設置JVM啓動時的初始堆大小。

-Xmx 參數用於設置JVM可以使用的最大堆內存大小。

這樣的設置有助於避免應用在運行過程中頻繁地進行內存分配。

2、垃圾回收器選擇和調優

使用場景：合適的垃圾回收器能夠提高應用的響應速度和吞吐量。

代碼示例：

使用G1垃圾回收器啓動Java應用：

# 使用G1垃圾回收器
java -XX:+UseG1GC -jar your-application.jar

# 解釋
-XX:+UseG1GC # 啓用G1垃圾回收器

代碼解釋：

UseG1GC 參數用於啓用G1垃圾回收器，它是適用於大堆內存並且需要低延遲的場景。

3、線程堆棧大小調優

使用場景：合理的線程堆棧大小有助於提高線程創建和管理的效率。

代碼示例：

設置線程堆棧大小：

# 設置線程堆棧大小為1MB
java -Xss1m -jar your-application.jar

# 解釋
-Xss1m # 設置每個線程的堆棧大小為1MB

代碼解釋：

-Xss 參數用於設置每個線程的堆棧大小。

線程堆棧大小應根據應用的實際需求調整，避免過大消耗過多內存，或過小導致棧溢出。

繼續探討JVM調優的話題，下面提供三個更深入的實用示例，包括詳細的代碼和解釋。

最近無意間獲得一份阿里大佬寫的刷題筆記，一下子打通了我的任督二脈，進大廠原來沒那麼難。這是大佬寫的， 七千頁的BAT大佬寫的刷題筆記，讓我offer拿到手軟

4、調整年輕代和老年代的比例

使用場景：調整年輕代和老年代的比例可以根據應用的特性來優化垃圾回收行為，影響整體的垃圾回收效率。

代碼示例：

# 設置年輕代和老年代的比例為1:2
java -XX:NewRatio=2 -jar your-application.jar

# 解釋
-XX:NewRatio=2 # 設置老年代與年輕代的比例為2，即老年代是年輕代大小的兩倍

代碼解釋：

-XX:NewRatio 參數用於設置老年代和年輕代的大小比例。

如果你的應用長時間運行並且主要進行老年代垃圾回收，增大這個比例可能會有幫助。

5、設置Survivor區比例

使用場景：在年輕代中，Eden區和Survivor區的比例會影響對象晉升老年代的速度。根據應用的對象生命週期調整這個比例，可以優化內存管理。

代碼示例：

# 設置Eden區和Survivor區的比例
java -XX:SurvivorRatio=8 -jar your-application.jar

# 解釋
-XX:SurvivorRatio=8 # 設置Eden區與一個Survivor區的大小比例為8，即Eden是Survivor的8倍

代碼解釋：

-XX:SurvivorRatio 參數定義了年輕代中Eden區與Survivor區的大小比例。

適當調整這個比例可以優化對象在年輕代的存活時間，減少老年代的壓力。

6、啓用GC日誌和調試

使用場景：啓用GC日誌可以幫助你監控垃圾回收過程，並對性能問題進行診斷。

代碼示例：

# 啓用GC日誌
java -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:gc.log -jar your-application.jar

# 解釋
-XX:+PrintGCDetails         # 打印詳細的GC日誌
-XX:+PrintGCDateStamps      # 在GC日誌中包含時間戳
-Xloggc:gc.log              # 指定GC日誌輸出文件

代碼解釋：

啓用這些GC日誌參數可以提供關於垃圾回收的詳細信息，包括每次GC的類型、時間、持續時間以及內存回收情況。

這些信息對於理解應用的內存使用模式和調整GC策略非常有用。

7、設置最大停頓時間目標

使用場景：當應用需要低延遲時，可以設置JVM的最大停頓時間目標，這有助於減少垃圾回收造成的延遲。

代碼示例：

# 設置最大停頓時間目標
java -XX:MaxGCPauseMillis=200 -jar your-application.jar

# 解釋
-XX:MaxGCPauseMillis=200 # 設置垃圾回收的最大停頓時間為200毫秒

代碼解釋：

-XX:MaxGCPauseMillis 參數用於告訴垃圾回收器儘量在指定的時間內完成垃圾回收。

這對於需要低延遲的應用特別有用，如實時交互系統。

8、啓用類數據共享

使用場景：啓用類數據共享（Class Data Sharing, CDS）可以減少JVM啓動時間和內存消耗。

代碼示例：

# 啓用類數據共享
java -Xshare:on -jar your-application.jar

# 解釋
-Xshare:on # 啓用類數據共享來提高JVM啓動速度和減少內存佔用

代碼解釋：

-Xshare:on 參數用於啓用CDS，這可以加快JVM的啓動時間並減少運行時的內存佔用。

適合在多個JVM實例運行相同應用的場景，例如容器化環境。

9、調整大對象直接進入老年代的閾值

使用場景：對於那些創建了大量大對象的應用，調整這些大對象直接晉升到老年代的閾值，可以減少年輕代垃圾回收的次數。

代碼示例：

# 設置大對象直接進入老年代的閾值
java -XX:PretenureSizeThreshold=1048576 -jar your-application.jar

# 解釋
-XX:PretenureSizeThreshold=1048576 # 設置大對象（大於1MB）直接在老年代分配

代碼解釋：

-XX:PretenureSizeThreshold 參數用於設置一個大小閾值，超過這個大小的對象將直接在老年代分配內存。

這有助於減少大對象在年輕代中的分配和複製，特別是對於那些頻繁創建和銷燬大對象的應用。

最近無意間獲得一份阿里大佬寫的刷題筆記，一下子打通了我的任督二脈，進大廠原來沒那麼難。這是大佬寫的， 七千頁的BAT大佬寫的刷題筆記，讓我offer拿到手軟

10、調整GC日誌文件的回滾和大小限制

使用場景：當需要長時間收集GC日誌進行分析時，管理日誌文件的大小和回滾非常重要，以避免消耗過多磁盤空間。

代碼示例：

shellCopy code
# 設置GC日誌文件的回滾和大小限制
java -Xloggc:gc.log -XX:+UseGCLogFileRotation -XX:NumberOfGCLogFiles=5 -XX:GCLogFileSize=10M -jar your-application.jar

# 解釋
-Xloggc:gc.log                  # 指定GC日誌輸出文件
-XX:+UseGCLogFileRotation       # 啓用GC日誌文件的回滾
-XX:NumberOfGCLogFiles=5        # 保留最近的5個GC日誌文件
-XX:GCLogFileSize=10M           # 每個GC日誌文件的最大大小為10MB

代碼解釋：

這些參數結合使用可以有效管理GC日誌文件的大小和數量，避免單個日誌文件過大，同時保留足夠的歷史數據供分析。

11、配置線程局部分配緩衝（TLAB）

使用場景：TLAB可以減少多線程環境中對象分配的競爭。調整TLAB的大小可以優化線程對堆內存的使用，特別是在高併發場景下。

代碼示例：

shellCopy code
# 配置TLAB的大小
java -XX:+UseTLAB -XX:TLABSize=64k -jar your-application.jar

# 解釋
-XX:+UseTLAB          # 啓用線程局部分配緩衝
-XX:TLABSize=64k      # 設置TLAB的大小為64KB

代碼解釋：

啓用TLAB並調整其大小，可以幫助線程更高效地在堆上分配對象，減少了線程間的競爭。

TLAB的大小需要根據應用的具體情況進行調整。

12、使用並行垃圾回收器

使用場景：對於需要高吞吐量的應用，如批處理或後台處理系統，使用並行垃圾回收器可以提高效率。

代碼示例：

shellCopy code
# 使用並行垃圾回收器
java -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=4 -jar your-application.jar

# 解釋
-XX:+UseParallelGC        # 啓用並行垃圾回收器
-XX:ParallelGCThreads=4   # 設置垃圾回收時使用的線程數為4

代碼解釋：

並行垃圾回收器在執行GC時會使用多個線程，這可以在多核處理器上顯著提高垃圾回收的效率。

ParallelGCThreads 參數用於指定執行垃圾回收時並行線程的數量，通常設置為與CPU核心數相同。

結論

JVM調優是一項需要根據應用特性和運行環境細緻調整的任務。上述的調優方法和參數只是眾多可能性中的一小部分。成功的JVM調優需要對應用的行為有深刻的理解，以及對JVM工作原理的充分了解。

在實際操作中，建議逐步調整參數，並結合性能監控工具來評估調優效果。記住，隨着應用的發展和JVM技術的進步，調優是一個持續的過程。

本文，已收錄於，我的技術網站 ddkk.com，有大廠完整面經，工作技術，架構師成長之路，等經驗分享