JVM性能：堆的参数配置

喜欢ヅ旅行 2022-12-20 01:25 127阅读 0赞

**目录**

初始堆和最大堆

偏差问题

新生代配置

指定绝对大小

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Java程序中的最重要的内存空间就是堆了，基本上所有的对象都分配在堆中，这些堆空间根据不同功能和GC回收分配成几种的结构，例如存放新创建对象的新生代，经过多次GC后仍然存活的老年对象则存放在老年代中，新生代区域又分为eden区和from区，to区，通风常在eden区中的新生代经历了一次GC后仍然存活的话，便会进入from区或to区，每一次GC都会让对象的年龄增加1，达到进入老年对象的值后，便会转入老年代中。如果堆空间的使用不恰当，例如初始堆空间或者最大堆空间设置的不合理，则可能造成内存泄漏，溢出等问题，JVM会尽可能保证程序在初始堆空间大小范围中运行，堆空间使用快满时，会触发GC，如果初始堆空间使用完了，就会对其进行扩展，扩展到什么程度？那就是你设置的最大堆空间参数。还有是否使用TLAB（默认情况下这个选项是开启的），如果关闭TLAB，可能会出现许多线程不停申请堆空间，这些同步操作互相等待会降低程序的运行效率。所以配置程序运行参数挺重要的，一些常用的参数如-Xlog:gc可以输出GC日志，追踪垃圾回收的过程，方便查找程序因内存造成的出错问题。这篇日志简单总结自己学习的一些堆参数配置。

## 初始堆和最大堆 ##

初始堆在程序加载时就会由虚拟机分配，大小随着程序运行动态改变，通常为旧空间（实时空间）的三到四倍左右，这里的旧空间指的是在进行一次full完整GC后，当前堆内实时数据占了多大的空间，举个例子，在进行了一次完整GC后，当前实时空间大小为100M，那么当前初始堆的大小建议设置为300M左右，最大堆建议设置为400M。上面说过，程序运行过程中JVM会尽可能让它维持在初始堆空间范围内，如果初始堆空间用完了，那么就会扩展堆空间，扩展的上限就是我们设置的最大堆大小，初始堆使用-Xms来设置，最大堆使用-Xmx设置，来看个详细的例子：

public class HeapSetting {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		System.out.println(Runtime.getRuntime().totalMemory()+" bytes");
    		System.out.println(Runtime.getRuntime().maxMemory()+" bytes");
    		System.out.println(Runtime.getRuntime().freeMemory()+" bytes");
    		
    		System.out.println();
    		byte[] buffer = new byte[10*1024*1024];
    		System.out.println(Runtime.getRuntime().totalMemory()+" bytes");
    		System.out.println(Runtime.getRuntime().maxMemory()+" bytes");
    		System.out.println(Runtime.getRuntime().freeMemory()+" bytes");
    	}
    
    }

程序中首先输出当前总的可用内存，最大可用内存和空闲内存，然后申请1M大小的空间，再申请5M空间，每次都输出内存信息，看堆空间的变化。我们使用-Xms5m配置初始堆大小等于5m，-Xmx20m配置最大堆大小为20M，执行程序，由于初始堆大小为5M，申请了两次空间一共6M，按道理初始堆空间不足会触发扩展，来看看执行结果：

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可以看到，第一次输出的总内存是6M左右，最大内存是20M，空闲内存是4.8M，申请分配1M空间后，再次输出内存信息，当前空闲内存减少了0.7M左右，空闲内存还剩4M，不足以为下一次5M空间的分配。下一次内存分配后，可以看到，当前总内存扩展到了11M，当前空闲内存为4.2M，我们申请了两次空间分配有，一共是6M大小，当前空闲内存等于总的可用内存空间减去已使用的空间大约就是6M，符合程序的输出值。这个例子说明了使用两个参数配置堆的初始大小和最大值，当初始堆空间耗尽后，进行空间扩展，扩展的上限不会超过-Xmx配置的值。

### 偏差问题 ###

从上面的输出结果看到有一个参数输出是”-XX:MaxHeapSize=20971520”，意思是最大的堆可用内存是20971520字节，这与我们输出的当前最大内存20316160字节有点偏差，MaxHeapSize是我们运行时配置的-Xmx20m参数，而实际的可用最大内存是20316160字节，少了655360字节，这些内存被用在了垃圾回收上，还记得以前日志里总结过，JVM垃圾回收算法中例如复制算法，会把内存空间分成AB两部分，一部分给程序执行用，另一部分给GC用，复制算法遍历A中所有的对象，将可回收的对象复制到B空间中，并将它们呈连续排列，然后清除整个A空间，再把B设置成当前可用空间，还有标记回收法等也会用到额外的空间，所以堆的最大可用空间和实际可用空间会出现偏差。

## 新生代配置 ##

新创建的对象会分配在新生代区，可以通过-Xmn指定新生代的大小，新生代分为eden区，from和to区，通常eden区的大小设置为整个堆空间的1/3，可以用-XX:SurvivorRatio参数来指定eden区和from区或者to区的比例，例如-XX:SurvivorRatio=2表示设置eden区和from/to区比例为2比1。

### 指定绝对大小 ###

假如我们程序创建一个新对象向堆中申请1M的空间，然后用参数-Xms10m –Xmx10m –Xmn1m –XX:SurvivorRatio=2指定新生代区的大小为1m，程序执行过程如下，由于新生代区的大小被指定为1m，eden区和from区比例为2比1，所以eden区大小肯定不足1m，程序创建对象申请1m内存，eden区无法为其分配空间。如果我们把参数改为-Xmn10m，eden区有了足够的空间，对象能成功分配，后面如果程序还需要分配内存，当eden区满后，会触发新生代GC，把一部分对象放到老年代。

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