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JVM 参数备忘录 #4

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JVM 参数备忘录#4
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Java备忘译
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opened on Jul 31, 2017

原文链接 JVM Options Cheat Sheet

欢迎来到 第十个 RebelLabs 备忘单！这次我们将专注于那些你想用但是忽略掉的 JVM 选项。在这篇文章中，我们将介绍每个重要选项的功能。但是首先，让我们回顾一下下面10份备忘录，就要追溯到2015年12月份了！

我艹，太吊了（Wow, what a colorful journey! Here’s an amazing fact for you）。如果打印出上面所有的备忘录放在手边，那么你将腾出很多时间去做你喜欢的事。废话少说，点击下面的图片，打印出来吧，这样你就不用把那些该死的选项记在脑子里了。

让我们从上往下看。有三种类型的选项可以传递给 JVM：标准、非标准和高级选项。

  • 如果使用高级选项，需要以 -XX:开头；
  • 使用非标准选项则是 -X；
  • 标准选项不需要追加任何东西。

我这样来告诉你，是不是发现好记了很多呢！下面，我们就从标准选项开始吧。

标准选项

如果你想获得所有的标准选项列表，只要在命令行输入 java 即可，不需要携带任何参数，你想看到大量的标准选型并且带有使用说明。在这份备忘单中，我们选了一些最有趣的选项。

这里附上我在执行 java 时的输出：

$ java
用法: java [-options] class [args...]
           (执行类)
   或  java [-options] -jar jarfile [args...]
           (执行 jar 文件)
其中选项包括:
    -d32	  使用 32 位数据模型 (如果可用)
    -d64	  使用 64 位数据模型 (如果可用)
    -server	  选择 "server" VM
                  默认 VM 是 server,
                  因为您是在服务器类计算机上运行。


    -cp <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径>
    -classpath <目录和 zip/jar 文件的类搜索路径>
                  用 : 分隔的目录, JAR 档案
                  和 ZIP 档案列表, 用于搜索类文件。
    -D<名称>=<值>
                  设置系统属性
    -verbose:[class|gc|jni]
                  启用详细输出
    -version      输出产品版本并退出
    -version:<值>
                  警告: 此功能已过时, 将在
                  未来发行版中删除。
                  需要指定的版本才能运行
    -showversion  输出产品版本并继续
    -jre-restrict-search | -no-jre-restrict-search
                  警告: 此功能已过时, 将在
                  未来发行版中删除。
                  在版本搜索中包括/排除用户专用 JRE
    -? -help      输出此帮助消息
    -X            输出非标准选项的帮助
    -ea[:<packagename>...|:<classname>]
    -enableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
                  按指定的粒度启用断言
    -da[:<packagename>...|:<classname>]
    -disableassertions[:<packagename>...|:<classname>]
                  禁用具有指定粒度的断言
    -esa | -enablesystemassertions
                  启用系统断言
    -dsa | -disablesystemassertions
                  禁用系统断言
    -agentlib:<libname>[=<选项>]
                  加载本机代理库 <libname>, 例如 -agentlib:hprof
                  另请参阅 -agentlib:jdwp=help 和 -agentlib:hprof=help
    -agentpath:<pathname>[=<选项>]
                  按完整路径名加载本机代理库
    -javaagent:<jarpath>[=<选项>]
                  加载 Java 编程语言代理, 请参阅 java.lang.instrument
    -splash:<imagepath>
                  使用指定的图像显示启动屏幕

首先，我们从公共系统属性开始。这可以在 JVM 创建时传入，如下：

 -Dblog=RebelLabs

-D标志 表示后面的键值对将会作为JVM的系统属性，我们可以通过以下参数获取：

 System.getProperty("blog"); //RebelLabs

相同的系统属性，也可以在系统启动的时候通过程序创建，就像下面这样：

 System.setProperty("blog", "RL");

在 ZeroTurnaround，java agent 无非是我们的最爱！事实上，我们已经把它添加到了我们所有的产品中，从 JRebel 到 XRebel, 从 JRebel for Android 到 XRebel Hub！

java agent 非常像一个 JVM 插件，它使用了 Instrumentation API。通过它可以进行有趣的字节码操作，从而实现很多神奇的工具。要添加一个 java agent，只需指向一个包含 agent 代码和manifest 的jar包路径即可，如下：

 -javaagent:/path/to/agent.jar

如果想要的 JVM运行时获得更多其内部运行的信息，可以使用-verbose 选项。你可以使用多种风味来收集不同的信息。这些信息包括 加载类（class）、垃圾回收（gc）、JNI（jni）的活动信息。下面的例子中我们将获得 垃圾回收的详细信息。所有信息都将已日志的形式打印到标准输出中。

 -verbose:gc

非标准选项

像标准选项那样，你可以在命令行执行 java -X 召唤出完整的 非标准选项列表。下面附出我在本机执行的结果：

  -Xmixed           混合模式执行 (默认)
    -Xint             仅解释模式执行
    -Xbootclasspath:<用 : 分隔的目录和 zip/jar 文件>
                      设置搜索路径以引导类和资源
    -Xbootclasspath/a:<用 : 分隔的目录和 zip/jar 文件>
                      附加在引导类路径末尾
    -Xbootclasspath/p:<用 : 分隔的目录和 zip/jar 文件>
                      置于引导类路径之前
    -Xdiag            显示附加诊断消息
    -Xnoclassgc       禁用类垃圾收集
    -Xincgc           启用增量垃圾收集
    -Xloggc:<file>    将 GC 状态记录在文件中 (带时间戳)
    -Xbatch           禁用后台编译
    -Xms<size>        设置初始 Java 堆大小
    -Xmx<size>        设置最大 Java 堆大小
    -Xss<size>        设置 Java 线程堆栈大小
    -Xprof            输出 cpu 配置文件数据
    -Xfuture          启用最严格的检查, 预期将来的默认值
    -Xrs              减少 Java/VM 对操作系统信号的使用 (请参阅文档)
    -Xcheck:jni       对 JNI 函数执行其他检查
    -Xshare:off       不尝试使用共享类数据
    -Xshare:auto      在可能的情况下使用共享类数据 (默认)
    -Xshare:on        要求使用共享类数据, 否则将失败。
    -XshowSettings    显示所有设置并继续
    -XshowSettings:all
                      显示所有设置并继续
    -XshowSettings:vm 显示所有与 vm 相关的设置并继续
    -XshowSettings:properties
                      显示所有属性设置并继续
    -XshowSettings:locale
                      显示所有与区域设置相关的设置并继续

-X 选项是非标准选项, 如有更改, 恕不另行通知。


以下选项为 Mac OS X 特定的选项:
    -XstartOnFirstThread
                      在第一个 (AppKit) 线程上运行 main() 方法
    -Xdock:name=<应用程序名称>"
                      覆盖停靠栏中显示的默认应用程序名称
    -Xdock:icon=<图标文件的路径>
                      覆盖停靠栏中显示的默认图标

当 JVM 启动的时候，它使用默认的 bootstrap 类路径来加载引导类和资源。要覆盖默认的启动类路径，可以通过以下选项把 路径 和/或 归档列表 提供给 JVM。

-Xbootclasspath:path

你可以通过 -Xbootclasspath/a:path 和 -Xbootclasspath/p:path 分别追加或预加默认引导路径。

你是否厌烦了把 GC 事件作为日志输出到标准输出流？如果是，那么下面这个选项就是为你所准备！设置-Xloggc这个选项，并且提供一个你打算输出的目标文件路径！这个选项将会覆盖上节说到的-verbose:gc选项。

-Xloggc:filename

避免 JVM 在堆中崩溃的最好做法 就是一开始就设置堆的大小。但问题是 堆应该设置为多大？这取决于你的应用程序和打算用JVM来做什么。在确定最终应该设置多大之前，你应该不断的改变你的堆大小然后进行测量评估。你可以设置堆的初始字节和最大字节数，单位可以使用常用的 k、m、g。下面的示例设置JVM的初始堆大小是 1GB，如果不够，最大能增长到 8GB。

-Xms1g -Xmx8g

要禁用类的垃圾回收，可以用下面的选项。这样可以节省垃圾回收的时间，这时候只有对象才有资格被垃圾回收。当然，这样也增加了内存不足的风险，特别是在 使用了永久代空间的 Java 版本里。

-Xnoclassgc

我们讨论的最后一个非标准选项，将允许你 profile 运行中的 JVM。当然，它没有那些具有 漂亮UI和丰富功能 的工具易于理解和使用，例如 XRebel (而且很便宜)。但是下面这个参数很容易启用。所有的信息都会在标准输出显示。

-Xprof

这个备忘单由 XRebel 提供，它是一个在你工作中 提醒你的应用性能问题的工具，而不是让你的用户来发现这些问题。如果你正在开发 Java Web 程序，就应该尝试使用它。这个将会改变你对你程序表现的态度。

高级选项

行为（Behavior）

我们将围绕着垃圾回收这个主题开始。在 Java9 中，标准的垃圾回收器是 Garbage First Garbage Collector (G1GC)，你也可以选择其它的垃圾回收器来执行垃圾回收策略。这些垃圾收集器包括 并发标记清除（Concurrent Mark Sweep (CMS)）、并行扫描、串行 垃圾回收器，当然还包括G1GC。你可以通过下选项来启动它们。无需多说，请不要尝试同时使用多个选项来运行。

-XX:+UseConcMarkSweepGC
-XX:+UseParallelGC
-XX:+UseSerialGC
-XX:+UseG1GC

飞行记录器这（Flight Recorder）个功能是 JDK 内置的。它允许你获得有关应用和JVM的详细信息。和你期望的分析器功能类似，它将收集事件信息供你检查。为了使用这个功能，你需要使用单独的选项来解锁JVM的这个商业功能。这两个选项如下所示：

-XX:+FlightRecorder -XX:+UnlockCommercialFeatures

调试（Debugging）

如果你希望用一个专门的文件来查看错误数据，可以使用下面的选项 外加一个日志文件名。现在你就可以看到一个漂亮干净的日志文件，里面只有那些令人惊讶的错误！

-XX:ErrorFile=file.log

想调试一个错误，但是却没有错误信息，没有什么比这个更令人沮丧了。最好的例子例子就是 常见的OutOfMemory错误。这个事件会让你的JVM瘫痪却不告诉你原因。使用下面这个选项可以帮到你。HeapDumpOnOutOfMemory 会为你提供一个包含大量调试信息的 .hprof 文件。你可以使用 Eclipse MAT 或者其他你喜欢的工具打开，它可以找出是什么囤积在堆里面。里面内容非常详细，你可以拿到最原始的对象，诊断出可能的内存泄露问题。

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemory

如果你很想了解垃圾回收器如何工作，但是又不想使用-verbose:gc 打印沉长的完整详细信息，可以尝试 PrintGC 选项。每次执行垃圾回收时，它只简单的打印一条消息。

-XX:+PrintGC

你对 什么时候 或 在什么条件下 你的类会被加载充满好奇吗？如果是，你可能需要看一下下面这个选项。这个选项可以追踪JVM加载的每个类。如果这种事情对你是有帮助的。

-XX:+TraceClassLoading

性能（Performance）

在你打算发牢骚之前声明一下，是的，我知道 永久代已经从 Java8 中移除了！但是，如果没有酷到使用最新版的版本，你会发现下面的这个参数很有用。如果你存在 PermGen 不够的问题，那么你会发现它很有用。你可以改变 PermGen 的最大大小，就像改变老年代堆大小一样。只需要提供你想要的最大字节数，如下：

-XX:MaxPermSize=512k

你应该知道线程的栈内存空间并没有从堆中分配，因此当你使用 -Xms 和 -Xmx 选项的时候并不会对此产生影响。如果你想增加 甚至是减少线程栈空间大小，你可以像下面这样指定一定的字节数。

-XX:ThreadStackSize=256k

在 Java8 之前提供了一个有趣的UseStringCache 选项。这允许JVM缓存字符串。然而不幸的是它从 Java8 中移除了，而且没有可替换的选项。所以如果你想用到这个选项必须使用较早的版本。

-XX:+UseStringCache

如果你正在使用 G1GC，你应该非常熟悉这个区域的大小，并且了解什么是对你的应用有益。与所有的选项一样，你应该不断的尝试不同的值，然后进行评估。将来，G1GC 将成为 Java9 的标配，你需要和它成为最好的朋友。

-XX:G1HeapRegionSize=4m

我们之前提到的-Xms 和 -Xmx选项只适用于老年代堆。在大多数JVM中，Java 的堆空间还包含一个 年轻代 或者 托儿所(nursery) 堆。要设置年轻代的最大大小，可以使用一下选项。

-XX:MaxNewSize=256m

如果你想让你的 JVM 性能很激进（angry and thirsty）的战斗，你可以使用下面这个 积极的性能优化功能。

XX:+AggressiveOpts

总结

这篇文章文章中，我们涵盖了一些流行并且有趣的 Java 命令行选项。对于完整的 Java8选项列表，请查看 Oracle 官方文档。当你修改你的参数的时候，请务必记住，一定要不断的 测试、评估、迭代，以便正确的调优 JVM，尤其是在堆大小方面。

困惑

-Xms 和 -Xmx

原文在讲到 -XX:MaxNewSize=256m 这个参数的时候，说 -Xms 和 -Xmx 修改的是老年代的堆空间大小，感觉不是太对，因为印象中，这两个参数设置的是整个堆空间的大小，包含 新生代（年轻代）和旧生代（老年代）。
后续查了一下Oracle Garbage Collection Tuning Guide 官方文档中Total Heap这一节，
文中提到

the total size is bounded below by -Xms<min> and above by -Xmx<max>.

所以-Xms 和 -Xmx修改的是整个堆的大小，而不仅仅是老年代。

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