5分鐘掌握JVM常用選項及相關知識，工作面試夠用了

原創聲明

本公眾號所有文章均原創，未經許可不得轉載（已與維權騎士籤約）。文章以圖解為主、代碼為輔。關注我，無限收穫Offer！

文：吳瀟/Java高級工程師

本文截取java後端服務最常用的jvm選項，逐一解釋它們的作用及JVM內存、GC、類加載等相關知識，建議收藏。為避免篇幅太長，本次介紹最小堆大小（-Xmsize）、最大堆大小（-Xmxsize），以及新生代大小（-Xmnsize）的設置。

相信很多java工程師在工作中都會接觸到jvm，在面試中也會被問到跟java虛擬機有關的問題。我們為了把工作做好、把項目維護好、在系統出現fullgc等問題的時候，能夠像老司機一樣準確定位問題，很有必要把java虛擬機知識學習一遍。

然而，Java虛擬機的知識量很大，買一本書回來慢慢學習會比較消耗時間（例如《深入理解Java虛擬機》，其實這本書也只算&34;）。況且jvm優質學習資源較少，只有官方文檔較好，但是官方文檔內容又太多了，不適合作為學習教材，而且還是英文的。

即使你下定決心，準備把Java虛擬機的所有知識徹底學一遍，也很有可能遇到這些問題：1）看到後面忘記前面；2）看的時候，沒有練習機會，導致在實際要用的時候，又不知道怎麼辦；3）看完之後，當時雖然記得，但是過了一段時間之後，又都忘掉了。

針對上面這些問題，我們應該從實踐出發，帶著目的學習。這樣不但記得牢、而且一開始就面向實踐，理解得也要比單純的看資料深入。在這篇文章中，就以我們公司的某個後端服務的java啟動選項為例，介紹這些jvm選項，逐個解釋這些選項的作用，及相關的JVM內存管理、GC或類加載等知識。

我們公司某一個大流量的後端服務配置了這些jvm選項（這些選項也是目前國內網際網路公司經常用到的），如下圖所示。

1) -Xms4G解釋

這個配置項對應的JVM選項是 -Xms<size>，其中，4G是參數值。

我們知道java命令是用來啟動java虛擬機執行java代碼的。java命令支持很多選項，在這些選項當中，以&34;開頭的，都是Java虛擬機選項；不以&34;開頭的選項，不是傳給Java虛擬機的，例如&34;中的&34;不是傳給JVM的。

所以，-Xms4G中的-X代表這是一個jvm選項，m代表memory，對於jvm而言memory就是堆；s是smallest，最小的意思。-Xms4G代表把JVM的堆的最小值設為4G。

jvm堆隨著java程序的運行不斷增大，因此，這裡的堆最小值也是jvm初始堆大小。當jvm運行一段時間後，堆大小超過初始值，這裡配置的值其實沒什麼用了。

所以，最小堆大小或初始堆大小隻影響JVM啟動階段，對後續jvm運行沒什麼影響。

那麼，在實際運用中，-Xms<size>應該配置成多少呢？假如伺服器是8核16G，先設置成10G，即物理內存的一半再多加一些（建議跟最大堆大小設置成相同值，這樣可以減少剛部署階段的fullgc次數），然後運行一段時間再看容器的監控，看容器還剩多少內存。如果還剩很多，再調大一些，例如設置成12G，直到充分利用容器物理內存為止。

2) -Xmx4G解釋

對應的JVM選項是 -Xmx<size>，它跟前面-Xms<size>類似，配置方法完全一樣。

-Xmx4G中，m代表memory，x是maximum，最大的意思。-Xmx4G就是把JVM的堆的最大值設為4G。

前面說過，隨著java程序運行，堆會從初始值開始穩步增長，當達到最大值以後就不再增長，以後主要靠GC來回收內存。所以，堆最大值的設置要比最小值謹慎，配置小了，程序內存不夠用，頻繁GC；配置得太大，每次GC時間比較長，程序有停頓現象（也跟垃圾回收器的選擇有關）。對後端服務而言，堆最大值一般與堆最小值配置成一樣的即可。

實際工作中，-Xmx<size>的值怎麼選？按照前面-Xms<size>的配置方法操作即可。如果每次GC時間較長，說明堆配置值的大了，適當減小堆最大值。

3) -Xmn1G解釋

這項配置對應的jvm選項是-Xmn<size>，即把young generation（新生代）設置為1G。

-Xmn<size>中，m代表memory（如前所述），字母n代表什麼呢？它代表nursery（託兒所，存放新出生的嬰兒，即新創建的對象）。-Xmn1G就是把新生代固定設置成1G。另外，新生代也可以像前面一樣，最大、最小值分開設置，用-XX:NewSize來設置新生代的初始大小（最小值），用-XX:MaxNewSize設置新生代的最大值，這裡-Xmn<size>相當於同時指定-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize。

jvm運行一段時間以後，新生代的初始大小，即-XX:NewSize其實沒什麼作用了，起作用的僅僅是-XX:MaxNewSize，所以我們往往把兩者設置成一樣的值，而且用-Xmn<size>這種合併的寫法，這樣比較方便。

JVM內存知識：我們知道，java中新創建的對象都是放在新生代（young generation）中的，尤其是剛創建出來的對象，更是放在了新生代中的eden區。經歷過少數幾次GC的新對象往往都是放在survivor區。對於java這樣的&34;的語言來說，程序運行一旦運行起來，就不斷有大量的對象被新建和釋放（java一開始甚至因為運行得太慢，差點被淘汰）。因此，新生代的GC非常活躍，如果你們公司有實時監控新生代內存的系統，就可以看到，新生代幾乎一直在GC。新生代的GC雖然頻繁，但是所產生的停頓非常非常小，幾乎可以忽略不計，不會產生多少服務延遲。新生代GC也就是我們所說的Young GC。

那麼，-Xmn<size>怎麼設置呢？假如設置得太小，那麼Yong GC就會發生得更加頻繁，所產生的的效果就是，它會比較多的消耗CPU資源；而如果設置的太大，那麼新對象存活的時間就會比較長，導致它們被不恰當的放入老年代（old generation），從而導致產生太多full gc，而full gc就對服務有明顯影響了。Oracle官方文檔建議我們把新生代的大小設置為堆的總大小的1/2到1/4之間。但是，Oracle不了解我們的業務特點，我們還是需要根據業務監控，來看新生代具體要設置為多大。

那具體要怎麼調整？就是前面說的，如果Yong GC太多了或GC導致的CPU計算量太高，就調大新生代；而如果業務服務出現了full gc，那考慮調大新生代。不過，據我多年經驗總結，full gc很少是由JVM參數配置不當造成的，它往往是業務代碼寫得不合理導致的。如果你的某一個業務服務平時運行得很好，突然有一天full gc，就看看最近上線改了什麼。另外，如果full gc是因為服務連續、長時間運行導致，那就看你代碼裡面有沒有不當使用內存，有沒有內存洩漏，長期引用不需要的對象。

到這裡才發現，還有這些JVM參數沒有講呢。下一篇文章繼續分析，感興趣的朋友請關注哦。

-XX:+AlwaysPreTouch -XX:PermSize=256M -XX:MaxPermSize=256M

-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80

-Dlog4j.configurationFile=/data/webapps/dealservice_bizer/current/conf/log4j2.xml

希望本文對您有幫助，如果您對網際網路、前/後/客戶端、架構/分布式/高可用/高並發/高實時、電商、Redis、MySQL、Zookeeper、Spring、Android、瀏覽器插件、Java、Java虛擬機、C/C++、Linux、個性化推薦、社區發現、機器學習、數據挖掘等感興趣，歡迎關注。