tomcat jvm参数优化

根据gc（垃圾回收器）的选择，进行参数优化

JVM给了三种选择：串行收集器、并行收集器、并发收集器，但是串行收集器只适用于小数据量的情况，所以这里的选择主要针对并行收集器和并发收集器。

-XX:+UseSerialGC:设置串行收集器
-XX:+UseParallelGC:设置并行收集器
-XX:+UseParalledlOldGC:设置并行年老代收集器
-XX:+UseConcMarkSweepGC:设置并发收集器

　

串行收集器
-XX:+UseSerialGC：设置串行收集器。

吞吐量优先的并行收集器
并行收集器主要以到达一定的吞吐量为目标，适用于科学技术和后台处理等。

-XX:+UseParallelGC：设置为并行收集器。此配置仅对年轻代有效。即年轻代使用并行收集，而年老代仍使用串行收集。
-XX:ParallelGCThreads=20：配置并行收集器的线程数，即：同时有多少个线程一起进行垃圾回收。此值建议配置与CPU数目相等。
-XX:+UseParallelOldGC：配置年老代垃圾收集方式为并行收集。JDK6.0开始支持对年老代并行收集。
-XX:MaxGCPauseMillis=100：设置每次年轻代垃圾回收的最长时间（单位毫秒）。如果无法满足此时间，JVM会自动调整年轻代大小，以满足此时间。
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy：设置此选项后，并行收集器会自动调整年轻代Eden区大小和Survivor区大小的比例，以达成目标系统规定的最低响应时间或者收集频率等指标。此参数建议在使用并行收集器时，一直打开。

响应时间优先的并发收集器
并发收集器主要是保证系统的响应时间，减少垃圾收集时的停顿时间。适用于应用服务器、电信领域等。

-XX:+UseConcMarkSweepGC：即CMS收集，设置年老代为并发收集。它的主要适合场景是对响应时间的重要性需求大于对吞吐量的需求，能够承受垃圾回收线程和应用线程共享CPU资源，并且应用中存在比较多的长生命周期对象。CMS收集的目标是尽量减少应用的暂停时间，减少Full GC发生的几率，利用和应用程序线程并发的垃圾回收线程来标记清除年老代内存。
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0：由于并发收集器不对内存空间进行压缩和整理，所以运行一段时间并行收集以后会产生内存碎片，内存使用效率降低。此参数设置运行0次Full GC后对内存空间进行压缩和整理，即每次Full GC后立刻开始压缩和整理内存。
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：打开内存空间的压缩和整理，在Full GC后执行。可能会影响性能，但可以消除内存碎片。
-XX:+CMSIncrementalMode：设置为增量收集模式。一般适用于单CPU情况。
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70：表示年老代内存空间使用到70%时就开始执行CMS收集，以确保年老代有足够的空间接纳来自年轻代的对象，避免Full GC的发生。

　

  其它垃圾回收参数

-XX:+ScavengeBeforeFullGC：年轻代GC优于Full GC执行。
-XX:-DisableExplicitGC：不响应 System.gc() 代码。
-XX:+UseThreadPriorities：启用本地线程优先级API。即使 java.lang.Thread.setPriority() 生效，不启用则无效。
-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=0：软引用对象在最后一次被访问后能存活0毫秒（JVM默认为1000毫秒）。
-XX:TargetSurvivorRatio=90：允许90%的Survivor区被占用（JVM默认为50%）。提高对于Survivor区的使用率。

　　

  推荐的JVM优化参数

CATALINA_OPTS="
-Xms2g   #初始堆大小
-Xmx2g   #最大堆大小
-Xss512k #线程栈大小，出现java.lang.StackOverflowError时增大此值
-Xmn1000m #年轻代大小，对半分
-XX:MetaspaceSize=128m  #元数据类存储空间大小，存储与系统内存
-XX:MaxMetaspaceSize=512m  #最大元数据类存储空间大小
-Xloggc:/usr/local/tomcat/logs/gc.log #记录gc日志路径
-XX:+PrintGCDetails   #打印gc日志
-XX:+PrintGCDateStamps  #打印gc发生的具体时间
-XX:+PrintPromotionFailure  #打开了就知道是多大的新生代晋升到老生代引发的full gc
-XX:-UseBiasedLocking   #取消偏向锁
-XX:AutoBoxCacheMax=20000  #增大Integr cache
-XX:+AlwaysPreTouch  #启动时访问并置零内存页面
-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom #此江湖偏方原因为Tomcat的SecureRandom显式使用SHA1PRNG算法时，初始因子默认从/dev/random读取会存在堵塞。额外效果是SecureRandom的默认算法也变成合适的SHA1了
-XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent  #​full gc时，使用CMS算法，不是全程停顿，必选
-XX:+ParallelRefProcEnabled  #并行的处理Reference对象，如WeakReference，默认为false，除非在GC log里出现Reference处理时间较长的日志，否则效果不会很明显，但我们总是要JVM尽量的并行，所以设了也就设了
-XX:+UseConcMarkSweepGC  #老年代并发收集，CMS gc
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75  #老年代内存空间使用到75%时执行CMS收集，以确保年老代有足够的空间接纳来自年轻代的对象，避免Full GC的发生。
-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly  #在年老代使用了初始化的比例后并发收集器启动收集
-XX:-CMSClassUnloadingEnabled  #在CMS中清理永久代中的过期的Class而不等到Full GC
-XX:+CMSScavengeBeforeRemark
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError   #发生OOM时创建堆内存转储文件
-XX:HeapDumpPath=/usr/local/tomcat/logs  #发生OOM时创建堆内存转储文件路径，在容器环境中，输出4G的HeapDump在普通硬盘会造成20秒以上的硬盘IO跑满，容易影响同一宿主机上所有其它容器
-XX:OnOutOfMemoryError=/usr/local/tomcat/bin/stop.sh  #发生OOM记录内存转储文件后。执行的操作，可以重启或者停止服务
-XX:ErrorFile=/usr/local/tomcat/logs/hs_err_%p.log  #jvm crash时hotspot会生成一个error文件，提供jvm状态信息
-XX:+PrintCommandLineFlags  #将启动参数输出到catalina.out
-XX:+PrintFlagsFinal  #启动后打印默认和更改过的参数值到catalina.out
-XX:-OmitStackTraceInFastThrow  
-Duser.timezone=Asia/Shanghai  #用户所在时区
-Djavax.servlet.request.encoding=UTF-8
-Djavax.servlet.response.encoding=UTF-8
-Dfile.encoding=UTF-8
-Duser.country=CN
-Duser.language=zh
-Djava.awt.headless=true
-Dcom.sun.management.jmxremote.port=1099    #以下参数为开启jmx远程给监控系统连接
-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false 
-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false 
-Djava.rmi.server.hostname=127.0.0.1"　

　　

参数解释

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction设置技巧：(Xmx-Xmn)*(100-CMSInitiatingOccupancyFraction)/100 >= Xmn
例如在应用中 Xmx 是6000，Xmn 是 512，那么 Xmx-Xmn 是 5488M，也就是老年代有 5488M，CMSInitiatingOccupancyFraction=90 说明老年代到 90% 满的时候开始执行对老年代的并发垃圾回收（CMS），这时还 剩 10% 的空间是 5488*10% = 548M，所以即使 Xmn（也就是新生代共512M）里所有对象都搬到老年代里，548M 的空间也足够了，所以只要满足上面的公式，就不会出现垃圾回收时的 promotion failed，因此这个参数的设置必须与 Xmn 关联在一起。
-Xmn：新生代的内存空间大小，注意：此处的大小是（eden+ 2 survivor space)，整个堆大小 = 新生代大小 + 老生代大小 + 永久代大小。在保证堆大小不变的情况下，增大新生代后，将会减小老生代大小。此值对系统性能影响较大，Sun官方推荐配置为整个堆的 3/8。
PrintFlagsFinal
-XX:MaxTenuringThreshold：设置垃圾最大年龄。如果设置为0的话，则新生代对象不经过 Survivor 区，直接进入老年代。对于老年代比较多的应用（需要大量常驻内存的应用），可以提高效率。如果将此值设置为一 个较大值，则新生代对象会在 Survivor 区进行多次复制，这样可以增加对象在新生代的存活时间，增加在新生代即被回收的概率，减少Full GC的频率，这样做可以在某种程度上提高服务稳定性。该参数只有在串行 GC 时才有效，这个值的设置是根据本地的 jprofiler 监控后得到的一个理想的值，不能一概而论原搬照抄。
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection  #打开内存空间的压缩和整理，在Full GC后执行。可能会影响性能，但可以消除内存碎片,配合CMS，默认为true，不需要显式设置
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0  #上面配置开启的情况下，这里设置多少次Full GC后，对年老代进行压缩，配合CMS，默认应该是开启

　　

查看本机默认参数命令

java -XX:+PrintFlagsInitial

查看配置堆情况和使用情况

jmap -heap 2975

配置思路需要考虑的是 Java 提供的垃圾回收机制。虚拟机的堆大小决定了虚拟机花费在收集垃圾上的时间和频度。收集垃圾能够接受的速度和应用有关，应该通过分析实际的垃圾收集的时间和频率来调整。假如堆的大小很大，那么完全垃圾收集就会很慢，但是频度会降低。假如您把堆的大小和内存的需要一致，完全收集就很快，但是会更加频繁。调整堆大小的的目的是最小化垃圾收集的时间，以在特定的时间内最大化处理客户的请求。在基准测试的时候，为确保最好的性能，要把堆的大小设大，确保垃圾收集不在整个基准测试的过程中出现。

假如系统花费很多的时间收集垃圾，请减小堆大小。一次完全的垃圾收集应该不超过 3-5 秒。假如垃圾收集成为瓶颈，那么需要指定代的大小，检查垃圾收集的周详输出，研究垃圾收集参数对性能的影响。当增加处理器时，记得增加内存，因为分配能够并行进行，而垃圾收集不是并行的。

调优总结

年轻代大小选择
1.响应时间优先的应用：尽可能设大，直到接近系统的最低响应时间限制（根据实际情况选择）。在此种情况下，年轻代收集发生的频率也是最小的。同时，减少到达年老代的对象。
2.吞吐量优先的应用：尽可能的设置大，可能到达Gbit的程度。因为对响应时间没有要求，垃圾收集可以并行进行，一般适合8CPU以上的应用。

年老代大小选择
1.响应时间优先的应用：年老代使用并发收集器，所以其大小需要小心设置，一般要考虑并发会话率和会话持续时间等一些参数。如果堆设置小了，可以会造成内存碎片、高回收频率以及应用暂停而使用传统的标记清除方式；如果堆大了，则需要较长的收集时间。最优化的方案，一般需要参考以下数据获得：
　　1.并发垃圾收集信息
　　2.持久代并发收集次数
　　3.传统GC信息
　　4.花在年轻代和年老代回收上的时间比例
减少年轻代和年老代花费的时间，一般会提高应用的效率

2.吞吐量优先的应用：一般吞吐量优先的应用都有一个很大的年轻代和一个较小的年老代。原因是，这样可以尽可能回收掉大部分短期对象，减少中期的对象，而年老代尽存放长期存活对象。

3.较小堆引起的碎片问题
因为年老代的并发收集器使用标记、清除算法，所以不会对堆进行压缩。当收集器回收时，他会把相邻的空间进行合并，这样可以分配给较大的对象。但是，当堆空间较小时，运行一段时间以后，就会出现“碎片”，如果并发收集器找不到足够的空间，那么并发收集器将会停止，然后使用传统的标记、清除方式进行回收。如果出现“碎片”，可能需要进行如下配置：
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection：使用并发收集器时，开启对年老代的压缩。
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0：上面配置开启的情况下，这里设置多少次Full GC后，对年老代进行压缩

　　

常见的 Java 内存溢出有以下三种

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

JVM 在启动的时候会自动设置 JVM Heap 的值，其初始空间（即-Xms）是物理内存的1/64，最大空间（-Xmx）不可超过物理内存。可以利用 JVM提供的 -Xmn -Xms -Xmx 等选项可进行设置。Heap 的大小是 Young Generation 和 Tenured Generaion 之和。在 JVM 中如果 98％ 的时间是用于 GC，且可用的 Heap size 不足 2％ 的时候将抛出此异常信息。

解决方法：手动设置 JVM Heap（堆）的大小。  
（2） java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space  —- PermGen space溢出。

PermGen space 的全称是 Permanent Generation space，是指内存的永久保存区域。为什么会内存溢出，这是由于这块内存主要是被 JVM 存放Class 和 Meta 信息的，Class 在被 Load 的时候被放入 PermGen space 区域，它和存放 Instance 的 Heap 区域不同，sun 的 GC 不会在主程序运行期对 PermGen space 进行清理，所以如果你的 APP 会载入很多 CLASS 的话，就很可能出现 PermGen space 溢出。

解决方法： 手动设置 MaxPermSize 大小

（3） java.lang.StackOverflowError   —- 栈溢出

栈溢出了，JVM 依然是采用栈式的虚拟机，这个和 C 与 Pascal 都是一样的。函数的调用过程都体现在堆栈和退栈上了。调用构造函数的 “层”太多了，以致于把栈区溢出了。通常来讲，一般栈区远远小于堆区的，因为函数调用过程往往不会多于上千层，而即便每个函数调用需要 1K 的空间（这个大约相当于在一个 C 函数内声明了 256 个 int 类型的变量），那么栈区也不过是需要 1MB 的空间。通常栈的大小是 1－2MB 的。
通常递归也不要递归的层次过多，很容易溢出。

解决方法：修改程序。

参考博客：

https://blog.csdn.net/kthq/article/details/8618052

http://blog.chopmoon.com/favorites/231.html

http://www.importnew.com/13954.html

https://blog.csdn.net/yjl33/article/details/78890363 

报错解决：

1、java.lang.StackOverflowError异常

原因：Java中，栈的大小通过-Xss来设置，当栈中存储数据比较多时，需要适当调大这个值

堆和栈的概念：http://pengjiaheng.iteye.com/blog/518623   https://www.cnblogs.com/sxdcgaq8080/p/7150568.html