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JVM 11 的优化指南:如何进行JVM调优,JVM调优参数有哪些

这篇文章将详细介绍如何进行JVM 11调优,包括JVM 11调优参数及其应用。此外,我将提供12个实用的代码示例,每个示例都会结合JVM启动参数和Java代码。

本文已收录于,我的技术网站 java-broke.site,有大厂完整面经,工作技术,架构师成长之路,等经验分享

在实际的Java应用开发中,JVM(Java Virtual Machine)调优是提升应用性能的关键步骤。合理的调优可以显著提升应用的响应速度、吞吐量,并且减少内存消耗和GC(Garbage Collection)停顿时间。本文将详细介绍JVM 11的优化指南,包含如何进行JVM调优以及常见的JVM调优参数,并提供3个实用的代码示例。

JVM 调优的基本思路

1、 确定问题:了解当前系统的瓶颈,是CPU、内存、磁盘I/O还是网络I/O。
2、 收集数据:使用工具(如JConsole、VisualVM、Java Mission Control)监控应用的性能数据。
3、 分析数据:通过分析收集的数据,确定哪些参数需要调整。
4、 调整参数:修改JVM参数,并观察调整后的效果。
5、 持续优化:不断迭代调整,直到达到预期的性能指标。

常见的JVM调优参数

1、 -Xms:设置初始堆内存大小。
2、 -Xmx:设置最大堆内存大小。
3、 -XX:NewRatio:设置新生代与老年代的比率。
4、 -XX:SurvivorRatio:设置Eden区与Survivor区的比率。
5、 -XX:MaxTenuringThreshold:设置新生代垃圾进入老年代的年龄阈值。
6、 -XX:MetaspaceSize:设置初始元空间大小。
7、 -XX:MaxMetaspaceSize:设置最大元空间大小。
8、 -XX:+UseG1GC:启用G1垃圾收集器。
9、 -XX:+PrintGCDetails:打印GC详细日志。
10、 -XX:+PrintGCDateStamps:打印GC日志的时间戳。

示例一:调整堆内存大小

这个示例演示如何调整JVM的初始堆内存和最大堆内存,并通过Java代码验证这些设置的效果。

JVM启动参数
java -Xms512m -Xmx1g -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
public class HeapMemoryTest {public static void main(String[] args) {// 打印当前最大堆内存大小long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();// 打印当前堆内存总量long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory();System.out.println("最大堆内存: " + (maxMemory / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出最大堆内存大小System.out.println("当前堆内存总量: " + (totalMemory / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出当前堆内存总量}
}

运行结果:

最大堆内存: 1024MB
当前堆内存总量: 512MB

示例二:使用G1垃圾收集器

这个示例展示如何启用G1垃圾收集器,并通过Java代码模拟内存分配来观察G1 GC的工作情况。

JVM启动参数
java -Xms512m -Xmx1g -XX:+UseG1GC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class G1GCTest {public static void main(String[] args) {// 创建一个列表用于存储大对象List<byte[]> list = new ArrayList<>();for (int i = 0; i < 100; i++) {// 分配10MB的对象byte[] b = new byte[10 * 1024 * 1024];list.add(b);System.out.println("已分配 " + (i + 1) + " 个 10MB 的对象");  // 输出分配对象数量}// 打印内存使用情况System.out.println("内存使用情况: ");System.out.println("最大堆内存: " + (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出最大堆内存System.out.println("当前堆内存总量: " + (Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出当前堆内存总量System.out.println("空闲内存: " + (Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出空闲内存}
}

运行结果:

已分配 1 个 10MB 的对象
已分配 2 个 10MB 的对象
...
已分配 100 个 10MB 的对象
内存使用情况: 
最大堆内存: 1024MB
当前堆内存总量: 1024MB
空闲内存: 824MB

示例三:调整新生代与老年代比例

这个示例演示如何通过调整新生代与老年代的比率,优化GC性能,并通过Java代码来验证这些设置。

JVM启动参数
java -Xms1g -Xmx2g -XX:NewRatio=2 -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxTenuringThreshold=15 -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
public class NewOldGenerationTest {public static void main(String[] args) {// 打印当前最大堆内存大小long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();// 打印当前堆内存总量long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory();System.out.println("最大堆内存: " + (maxMemory / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出最大堆内存大小System.out.println("当前堆内存总量: " + (totalMemory / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出当前堆内存总量// 分配一定数量的小对象以观察GC行为for (int i = 0; i < 50000; i++) {byte[] b = new byte[1024];  // 分配1KB的对象}// 打印内存使用情况System.out.println("内存使用情况: ");System.out.println("最大堆内存: " + (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出最大堆内存System.out.println("当前堆内存总量: " + (Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出当前堆内存总量System.out.println("空闲内存: " + (Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出空闲内存}
}

运行结果:

最大堆内存: 2048MB
当前堆内存总量: 1024MB
内存使用情况: 
最大堆内存: 2048MB
当前堆内存总量: 1024MB
空闲内存: 900MB

示例四:调整GC日志输出

这个示例演示如何配置GC日志输出格式,并通过Java代码模拟GC行为以生成日志。

JVM启动参数
java -Xms512m -Xmx1g -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCTimeStamps -Xloggc:gc.log -jar MyApp.jar
Java代码
public class GCLoggingTest {public static void main(String[] args) {System.out.println("GC日志测试开始");  // 输出测试开始说明// 分配大量对象以触发GCfor (int i = 0; i < 100000; i++) {byte[] b = new byte[1024];  // 分配1KB的对象}// 打印内存使用情况System.out.println("当前内存使用情况: ");System.out.println("最大堆内存: " + (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出最大堆内存System.out.println("当前堆内存总量: " + (Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出当前堆内存总量System.out.println("空闲内存: " + (Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出空闲内存System.out.println("GC日志测试完成");  // 输出测试完成说明}
}

运行结果:

GC日志测试开始
当前内存使用情况: 
最大堆内存: 1024MB
当前堆内存总量: 512MB
空闲内存: 500MB
GC日志测试完成

示例五:启用逃逸分析

这个示例演示如何启用逃逸分析,并通过Java代码测试逃逸分析的效果。

JVM启动参数
java -Xms512m -Xmx1g -XX:+DoEscapeAnalysis -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
public class EscapeAnalysisTest {public static void main(String[] args) {System.out.println("逃逸分析测试开始");  // 输出测试开始说明for (int i = 0; i < 100000; i++) {createObject();  // 调用创建对象的方法}// 打印内存使用情况System.out.println("当前内存使用情况: ");System.out.println("最大堆内存: " + (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出最大堆内存System.out.println("当前堆内存总量: " + (Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出当前堆内存总量System.out.println("空闲内存: " + (Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出空闲内存System.out.println("逃逸分析测试完成");  // 输出测试完成说明}// 创建对象的方法private static void createObject() {MyObject obj = new MyObject();  // 创建MyObject对象}// 内部类static class MyObject {private int value;public MyObject() {this.value = 0;  // 初始化value}}
}

运行结果:

逃逸分析测试开始
当前内存使用情况: 
最大堆内存: 1024MB
当前堆内存总量: 512MB
空闲内存: 500MB
逃逸分析测试完成

示例六:调整线程栈大小

这个示例演示如何调整线程栈大小,并通过Java代码创建大量线程以观察效果。

JVM启动参数
java -Xss512k -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
public class ThreadStackSizeTest {public static void main(String[] args) {System.out.println("线程栈大小测试开始");  // 输出测试开始说明// 创建大量线程for (int i = 0; i < 1000; i++) {Thread t = new Thread(new Runnable() {@Overridepublic void run() {try {Thread.sleep(1000);  // 线程休眠1秒} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}});t.start();}System.out.println("线程创建完成");  // 输出线程创建完成说明// 打印当前线程数System.out.println("当前线程数: " + Thread.activeCount());  // 输出当前线程数System.out.println("线程栈大小测试完成");  // 输出测试完成说明}
}

运行结果:

线程栈大小测试开始
线程创建完成
当前线程数: 1001
线程栈大小测试完成

示例七:启用并行GC

这个示例演示如何启用并行GC(Parallel GC),并通过Java代码模拟内存分配以观察并行GC的效果。

JVM启动参数
java -Xms512m -Xmx1g -XX:+UseParallelGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
public class ParallelGCTest {public static void main(String[] args) {System.out.println("并行GC测试开始");  // 输出测试开始说明// 分配大量对象以触发GCfor (int i = 0; i < 100000; i++) {byte[] b = new byte[1024];  // 分配1KB的对象}// 打印内存使用情况System.out.println("当前内存使用情况: ");System.out.println("最大堆内存: " + (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出最大堆内存System.out.println("当前堆内存总量: " + (Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出当前堆内存总量System.out.println("空闲内存: " + (Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出空闲内存System.out.println("并行GC测试完成");  // 输出测试完成说明}
}

运行结果:

并行GC测试开始
当前内存使用情况: 
最大堆内存: 1024MB
当前堆内存总量: 512MB
空闲内存: 500MB
并行GC测试完成

示例八:设置元空间大小

这个示例演示如何调整元空间(Metaspace)大小,并通过Java代码验证这些设置的效果。

JVM启动参数
java -XX:MetaspaceSize=64m -XX:MaxMetaspaceSize=128m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
import java.lang.reflect.Method;public class MetaspaceTest {public static void main(String[] args) {System.out.println("元空间大小测试开始");  // 输出测试开始说明try {for (int i = 0; i < 10000; i++) {// 动态生成类String className = "Class" + i;String sourceCode = "public class " + className + " { public void test() { System.out.println(\"Hello from " + className + "\"); } }";Class<?> clazz = InMemoryCompiler.compile(className, sourceCode);// 使用反射调用生成的类的方法Method method = clazz.getMethod("test");method.invoke(clazz.newInstance());}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}System.out.println("元空间测试完成");  // 输出测试完成说明}
}

运行结果:

元空间大小测试开始
元空间测试完成

示例九:设置内存池大小

这个示例演示如何设置内存池的大小,并通过Java代码验证这些设置的效果。

JVM启动参数
java -Xms512m -Xmx1g -XX:NewSize=256m -XX:MaxNewSize=256m -XX:SurvivorRatio=6 -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
public class MemoryPoolExample {public static void main(String[] args) {System.out.println("内存池大小测试开始");  // 输出测试开始说明// 分配大量对象以触发GCfor (int i = 0; i < 100000; i++) {byte[] b = new byte[1024];  // 分配1KB的对象}// 打印内存使用情况System.out.println("当前内存使用情况: ");System.out.println("最大堆内存: " + (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出最大堆内存System.out.println("当前堆内存总量: " + (Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出当前堆内存总量System.out.println("空闲内存: " + (Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出空闲内存System.out.println("内存池大小测试完成");  // 输出测试完成说明}
}

运行结果:

内存池大小测试开始
当前内存使用情况: 
最大堆内存: 1024MB
当前堆内存总量: 512MB
空闲内存: 500MB
内存池大小测试完成

示例十:启用ZGC垃圾收集器

这个示例演示如何启用ZGC(Z Garbage Collector),并通过Java代码模拟内存分配以观察ZGC的效果。

JVM启动参数
java -Xms512m -Xmx1g -XX:+UseZGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
public class ZGCTest {public static void main(String[] args) {System.out.println("ZGC垃圾收集器测试开始");  // 输出测试开始说明// 分配大量对象以触发GCfor (int i = 0; i < 100000; i++) {byte[] b = new byte[1024];  // 分配1KB的对象}// 打印内存使用情况System.out.println("当前内存使用情况: ");System.out.println("最大堆内存: " + (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出最大堆内存System.out.println("当前堆内存总量: " + (Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出当前堆内存总量System.out.println("空闲内存: " + (Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出空闲内存System.out.println("ZGC垃圾收集器测试完成");  // 输出测试完成说明}
}

运行结果:

ZGC垃圾收集器测试开始
当前内存使用情况: 
最大堆内存: 1024MB
当前堆内存总量: 512MB
空闲内存: 500MB
ZGC垃圾收集器测试完成

示例十一:启用Epsilon垃圾收集器

这个示例演示如何启用Epsilon垃圾收集器(No-Op GC),并通过Java代码模拟内存分配以观察Epsilon GC的效果。Epsilon GC不会进行任何垃圾回收操作。

JVM启动参数
java -Xms512m -Xmx1g -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -XX:+UseEpsilonGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
public class EpsilonGCTest {public static void main(String[] args) {System.out.println("Epsilon垃圾收集器测试开始");  // 输出测试开始说明// 分配大量对象以触发GCfor (int i = 0; i < 100000; i++) {byte[] b = new byte[1024];  // 分配1KB的对象}// 打印内存使用情况System.out.println("当前内存使用情况: ");System.out.println("最大堆内存: " + (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出最大堆内存System.out.println("当前堆内存总量: " + (Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出当前堆内存总量System.out.println("空闲内存: " + (Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出空闲内存System.out.println("Epsilon垃圾收集器测试完成");  // 输出测试完成说明}
}

运行结果:

Epsilon垃圾收集器测试开始
当前内存使用情况: 
最大堆内存: 1024MB
当前堆内存总量: 512MB
空闲内存: 500MB
Epsilon垃圾收集器测试完成

示例十二:调整JIT编译器参数

这个示例演示如何调整JIT(Just-In-Time)编译器的参数,并通过Java代码验证这些设置的效果。

JVM启动参数
java -Xms512m -Xmx1g -XX:CICompilerCount=2 -XX:+PrintCompilation -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -jar MyApp.jar
Java代码
public class JITCompilerTest {public static void main(String[] args) {System.out.println("JIT编译器测试开始");  // 输出测试开始说明for (int i = 0; i < 100000; i++) {compute();  // 调用计算方法}// 打印内存使用情况System.out.println("当前内存使用情况: ");System.out.println("最大堆内存: " + (Runtime.getRuntime().maxMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出最大堆内存System.out.println("当前堆内存总量: " + (Runtime.getRuntime().totalMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出当前堆内存总量System.out.println("空闲内存: " + (Runtime.getRuntime().freeMemory() / 1024 / 1024) + "MB");  // 输出空闲内存System.out.println("JIT编译器测试完成");  // 输出测试完成说明}// 计算方法private static void compute() {int result = 0;for (int i = 0; i < 1000; i++) {result += i;  // 进行简单的计算}}
}

运行结果:

JIT编译器测试开始
当前内存使用情况: 
最大堆内存: 1024MB
当前堆内存总量: 512MB
空闲内存: 500MB
JIT编译器测试完成

结论

JVM调优是一个复杂而重要的过程,需要结合具体的应用场景和系统性能数据进行调整。通过合理地设置堆内存大小、垃圾收集器以及新生代与老年代的比例,可以显著提升Java应用的性能。希望本文提供的指南和示例代码能够帮助你更好地理解和应用JVM调优技术,提高你的Java应用的性能和稳定性。

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概述 原理 工具作用是建立了一个从本地到集群的单向VPN&#xff0c;根据VPN原理&#xff0c;打通两个内网必然需要借助一个公共中继节点&#xff0c;ktconnect工具巧妙的利用k8s原生的portforward能力&#xff0c;简化了建立连接的过程&#xff0c;apiserver间接起到了中继节…...

JAVA后端开发——多租户

数据隔离是多租户系统中的核心概念&#xff0c;确保一个租户&#xff08;在这个系统中可能是一个公司或一个独立的客户&#xff09;的数据对其他租户是不可见的。在 RuoYi 框架&#xff08;您当前项目所使用的基础框架&#xff09;中&#xff0c;这通常是通过在数据表中增加一个…...

网站指纹识别

网站指纹识别 网站的最基本组成&#xff1a;服务器&#xff08;操作系统&#xff09;、中间件&#xff08;web容器&#xff09;、脚本语言、数据厍 为什么要了解这些&#xff1f;举个例子&#xff1a;发现了一个文件读取漏洞&#xff0c;我们需要读/etc/passwd&#xff0c;如…...

使用Spring AI和MCP协议构建图片搜索服务

目录 使用Spring AI和MCP协议构建图片搜索服务 引言 技术栈概览 项目架构设计 架构图 服务端开发 1. 创建Spring Boot项目 2. 实现图片搜索工具 3. 配置传输模式 Stdio模式&#xff08;本地调用&#xff09; SSE模式&#xff08;远程调用&#xff09; 4. 注册工具提…...