JVM 启动参数详解

JVM 作为一个通用的虚拟机，我们可以通过启动Java命令时指定不同JVM参数，让 JVM调整自己的运行状态和行为，内存管理和垃圾回收的GC算法等等。

直接通过命令行启动 Java程序的格式为：

java [options] classname [args]

java [options] -jar filename [args]

• 其中[options] 部分称为 “JVM 选项”，对应IDE中的 VM options，可用jps -v 查看。
• [args] 部分是指 “传递给main函数的参数”，对应IDE中的 Program arguments，可用 jps -m 查看。

如果是使用Tomcat 之类自带startup.sh 等启动脚本的程序，我们一般把相关参数都放到一个脚本定义的JAVA_OPTS环境变量中，最后脚本启动JVM时会把JAVA_OPTS变量里的所有的参数都加到命令的合适位置。

如果是在IDE之类的运行的话，则可以在 “Run/Debug Configurations” 里看到 VM 选项和程序参数两个可以输入参数的地方，直接输入即可。

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上图输入了两个VM 参数，都是环境变量，一个是指定文件编码使用UTF-8，一个是设置了环境变量a的值为1.

Java 和 JDK 内置的工具，指定参数时都是一个 - ，不管是长参数还是短参数。

JVM 的启动参数：

• 以 - 开头为标准参数，所有的JVM 都要实现这些参数，并且向后兼容
• 以 -X 开头为非标准参数，基本都是传给JVM 的，默认 JVM实现这些参数的功能，但是并不保证所有JVM 实现都满足， 且不保证向后兼容
• 以 -XX 开头为非稳定长参数，专门用于控制 JVM 的行为，跟及具体的JVM 实现有关，随时可能会在下个版本取消
• -XX: ± Flags 形式，±是对布尔值进行开关
• -XX: key=value 形式，指定某个选项的值

实际上，直接在命令行输入java，然后回车，就会看到java命令可以使用的参数列表说明：

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.

    -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
有关详细信息, 请参阅 http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/documentation/index.html。

还有一些常见的设置：

	-Duser.timezone=GMT+08  //设置用户的失去为东八区
	-Dfile.encoding=UTF-8   //设置默认的文件编码为UTF-8

查看VM设置：

C:\Users\Lenovo>java -XshowSettings:vm -version
VM settings:
    Max. Heap Size (Estimated): 1.72G
    Ergonomics Machine Class: client
    Using VM: Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM

java version "1.8.0_201"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_201-b09)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.201-b09, mixed mode

查看当前 JDK/JRE 的默认显示语言设置：

C:\Users\Lenovo>java -XshowSettings:locale -version
Locale settings:
    default locale = 中文
    default display locale = 中文 (中国)
    default format locale = 中文 (中国)
    available locales = , ar, ar_AE, ar_BH, ar_DZ, ar_EG, ar_IQ, ar_JO,
        ar_KW, ar_LB, ar_LY, ar_MA, ar_OM, ar_QA, ar_SA, ar_SD,
        ar_SY, ar_TN, ar_YE, be, be_BY, bg, bg_BG, ca,
        ca_ES, cs, cs_CZ, da, da_DK, de, de_AT, de_CH,
        de_DE, de_GR, de_LU, el, el_CY, el_GR, en, en_AU,
        en_CA, en_GB, en_IE, en_IN, en_MT, en_NZ, en_PH, en_SG,
        ......

还有常见的，我们使用 mvn 脚本去执行编译的同时，如果不想编译和执行单元测试代码：

mvn package -Djava.test.skip=true
或
mvn package -DskipTests

JVM 运行模式

• -server : 设置JVM 使用server 模式，特点是启动高速度比较慢， 但运行时性能和内存管理效率很高，适用于生产环境。在具有64bit 能力的jdk环境下将默认启动该模式，而忽略client参数。
• -client ：jdk1.7 之前在32bit 的机器上的默认值，特点是启动速度比较快，但运行时性能和内存管理效率不高，通常用于客户端程序或者PC应用开发和调式。

此外，我们知道 JVM 加载字节码后，可以解释执行，也可以编译成本地代码再执行，所以可以配置JVM 对字节码的处理模式：

• -Xint : 在解释模式下，-Xint 标记会强制 JVM 解释执行所有的字节码，这当然会降低运行速度，通常低 10 倍或更多。
• -Xcomp ：-Xcomp 参数 与 -Xint 正好相反，JVM 在第一次使用时会把所有的字节码编译成本地代码，从而带来最大程度的优化。
• -Xmixed ： 混合模式，将解释模式和编译模式进行混合使用，由 JVM 自己决定， 这是 JVM 的默认模式，也是推荐模式。使用 java -version 可以看到mixed mode 等信息。

设置堆内存

JVM 的内存设置是最重要的参数设置，也是GC 分析和调优的重点。

​ JVM 总内存 = 堆 + 栈 + 非堆 + 堆外内存。

相关参数：

• -Xmx ：指定最大堆内存。如-Xmx4g 这只是限制了 Heap部分的最大值为4g。这个内存不包括栈内存，也不包括堆外使用的内存。
• -Xms ：指定堆内存空间的初始化大小，如-Xms4g 。指定的内存大小，并不是操作系统实际分配的初始值，而是 GC 先规划好，用到才分配。专用服务器上需要保持 -Xmx 和 -Xms 一致，否则应用刚启动更可能就有好几个FullGC。当两者配置不一致时，堆内存扩容可能会导致性能波动。
• -Xmn ：等价于 -XX:NewSize，使用G1垃圾回收器不应该设置该选线，官方建议设置为 -Xmx 的 1/2 ~ 1/4。
• -XX : MaxPermSize=size, 这是jdk1.7之前使用的。Java8 默认允许的Meta空间无限大，此参数无效。
• XX : MaxDDirectMemorySize=size, 系统可以使用的最大堆外内存，这个参数跟-Dsun.nio.MaxDirectMemorySize 效果相同。
• -Xss ：设置每个线程栈的字节数。例如 -Xss1m 指定线程栈1MB，与-XX:ThreadStackSize=1m等价。

这里需要特别说一下堆外内存，也就是说不在堆上的内存，我们可通过jconsole、jvisualvm 等工具查看。

最佳实战

配置多少xmx合适

系统有大量的地方使用堆外内存，远比我们常说的xmx和xms包括的范围要广。所以我们需要在设置内存的时候留有余地。

实际上，我比较推荐配置系统或容器里可用内存的70%~80%最好。比如说系统有8G 物理内存，系统自己会用掉一点，大概还有7.5可以用，那么建议配置

-Xmx6g 说明: xmx:7.6g*0.8 = 6g,如果知道系统有明确使用堆外内存的地方，还需要进一步减低这个值。

xmx 和 xms 是不是要配置成一致的

一般情况下，我们的服务器是专用的，就是一个机器（也可能是云主机或docker容器）只部署一个Java应用，这样的时候建议配置成一样的，好处是不会再去动态分配，如果内存不足上来就知道。

GC 日志相关参数

在生产环境或性能测试环境里，我们用来分析和判断问题的重要数据来源之一就是GC 日志，JVM启动参数为我们提供了一些用于控制 GC 日志输出的选线。

• -verbose : gc 和其他GC 参数组合使用，在GC 日志中输出详细的GC 信息。包括GC 前后内存池大小，堆内存大小，提升到老年代的大小，以及消耗的时间。此参数支持动态开关。比如使用jcmd、jinfo客户端。
• -XX : +PrintGCDetails 和 -XX : +PrintGCTimeStamps 打印 GC细节与发生时间。
• -Xloggc : file 与 -verbose : gc 功能类似，只是将每车次GC 事件的相关情况记录到文件中。

示例：

export JAVA_OPTS="-Xms28g -Xmx28g -Xss1m \
-verbosegc -XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200 \
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/usr/local/"

指定垃圾回收器相关参数

垃圾回收器是JVM 性能分析和调优的核心内容之一，也是近几个JDK版本大力发展和改进的地方。

• -XX : +UseG1GC 使用G1垃圾回收器
• -XX : +UseConcMarkSweepGC 使用CMS垃圾回收器
• -XX : +UseSerialGC 使用串行垃圾回收器
• -XX : +UseParallelGC 使用并行垃圾回收器