JVM堆内存相关的启动参数：年轻代、老年代和永久代的内存分配

客官°小女子只卖身不卖艺 2022-05-17 05:21 285阅读 0赞

# JVM堆内存相关的启动参数：年轻代、老年代和永久代的内存分配 #

2015年03月27日 15:38:48

阅读数：2091

如果想观察JVM进程占用的堆内存，可以通过命令工具jmap或者可视化工具jvisualvm.exe。JVM这些启动参数都拥有默认值，如果想了解JVM的内存分配策略，最好手动设置这些启动参数。再通过JDK提供的工具的统计结果，进行对比，就比较容易理解这些内存分配的理论知识。运行环境是win7 32位操作系统，JDK1.7.0\_60版本。

测试代码和JVM启动参数如下：

[?][Link 1]

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 </td> 
 <td> <code>public</code> <code>class</code> <code>&nbsp;Test</code> <code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>static</code> <code>&nbsp;void</code> <code>&nbsp;main(String[] args)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>int</code> <code>a =&nbsp;</code><code>0</code><code>;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>while</code> <code>(</code><code>true</code><code>)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>a++;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

[?][Link 1]

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 </td> 
 <td> <code>-Xms=200M&nbsp; -Xmx200M -XX:NewSize=100M -Xmn100M -XX:SurvivorRatio=</code><code>8</code> <code>-XX:OldSize=60M -XX:PermSize=50M -XX:MaxPermSize=50M</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

运行上述代码，通过jps命令获取到进程pid，然后通过jmap -heap pid就可以查看内存分配和使用情况。

[?][Link 1]

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 </td> 
 <td> <code>&gt;jmap -heap&nbsp;</code><code>8912</code> <code>Attaching to process ID&nbsp;</code><code>8912</code><code>, please wait...</code> <code>Debugger attached successfully.</code> <code>Client compiler detected.</code> <code>JVM version is&nbsp;</code><code>24.60</code><code>-b09</code> &nbsp; <code>using thread-local object allocation.</code> <code>Mark Sweep Compact GC</code> &nbsp; <code>Heap Configuration:</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>MinHeapFreeRatio =&nbsp;</code><code>40</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>MaxHeapFreeRatio =&nbsp;</code><code>70</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>MaxHeapSize&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; =&nbsp;</code><code>209715200</code> <code>(</code><code>200</code><code>.0MB)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>NewSize&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; =&nbsp;</code><code>104857600</code> <code>(</code><code>100</code><code>.0MB)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>MaxNewSize&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; =&nbsp;</code><code>104857600</code> <code>(</code><code>100</code><code>.0MB)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>OldSize&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; =&nbsp;</code><code>62914560</code> <code>(</code><code>60</code><code>.0MB)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>NewRatio&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; =&nbsp;</code><code>3</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>SurvivorRatio&nbsp;&nbsp;&nbsp; =&nbsp;</code><code>8</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>PermSize&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; =&nbsp;</code><code>52428800</code> <code>(</code><code>50</code><code>.0MB)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>MaxPermSize&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; =&nbsp;</code><code>52428800</code> <code>(</code><code>50</code><code>.0MB)</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

这里显示的堆配置参数，都可以通过JVM启动参数来设置。下面来解释下几个重要参数的含义：

**-Xms 和 -Xmx (-XX:InitialHeapSize 和 -XX:MaxHeapSize)：**指定JVM初始占用的堆内存和最大**堆内存**。JVM也是一个软件，也必须要获取本机的物理内

存，然后JVM会负责管理向操作系统申请到的内存资源。JVM启动的时候会向操作系统申请 -Xms 设置的内存，JVM启动后运行一段时间，如果发现内存空间

不足，会再次向操作系统申请内存。JVM能够获取到的最大堆内存是-Xmx设置的值。

**-XX:NewSize 和 -Xmn(-XX:MaxNewSize)：**指定JVM启动时分配的新生代内存和**新生代**最大内存。

**-XX:SurvivorRatio：**设置新生代中1个Eden区与1个Survivor区的大小比值。在hotspot[虚拟机][Link 2]中，新生代 = 1个Eden + 2个Survivor。如果新生代内存是

10M，SurvivorRatio=8，那么Eden区占8M，2个Survivor区各占1M。

**-XX:NewRatio：**指定老年代/新生代的堆内存比例。在hotspot虚拟机中，堆内存 = 新生代 + 老年代。如果-XX:NewRatio=4表示年轻代与年老代所占比值为1:4,年轻代占整个堆内存的1/5。**在设置了-XX:MaxNewSize的情况下，-XX:NewRatio的值会被忽略**，老年代的内存=堆内存 - 新生代内存。老年代的最大内存 = 堆内存 - 新生代 最大内存。

**-XX:OldSize：**设置JVM启动分配的老年代内存大小，类似于新生代内存的初始大小-XX:NewSize。

**-XX:PermSize 和 -XX:MaxPermSize：**指定JVM中的**永久代(方法区)**的大小。可以看到：**永久代不属于堆内存，堆内存只包含新生代和老年代**。

可以发现：堆内存、新生代内存、老年代内存、永久代内存，都有一个初始内存，还有一个最大内存。下面以老年代的初始内存和最大内存为例，看下内存变化的效果，其他的应该类似。测试代码如下：

[?][Link 1]

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 </td> 
 <td> <code>public</code> <code>class</code> <code>&nbsp;TurnedTest</code> <code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>private</code> <code>static</code> <code>&nbsp;List&lt;string&gt; list =&nbsp;</code><code>new</code> <code>ArrayList&lt;string&gt;();</code> &nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>static</code> <code>&nbsp;void</code> <code>&nbsp;main(String[] args)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>int</code> <code>a =&nbsp;</code><code>0</code><code>;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>while</code> <code>(</code><code>true</code><code>)</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>a++;</code> &nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>list.add(</code><code>"demo"</code><code>);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> &nbsp; <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}&lt;/string&gt;&lt;/string&gt;</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

显然这个程序存在内存泄露，最终会占满整个堆内存，抛出OOM。为了看清楚这个演变的过程，我们在while循环中添加一个断点，设置breakpoint properties中的"hit count"为100000，以debug模式运行上面的程序，然后使用jmap观察内存占用情况。

[?][Link 1]

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 </td> 
 <td> <code>tenured generation:</code> <code>capacity =&nbsp;</code><code>62914560</code> <code>(</code><code>60</code><code>.0MB)</code> <code>used&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; =&nbsp;</code><code>0</code> <code>(</code><code>0</code><code>.0MB)</code> <code>free&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; =&nbsp;</code><code>62914560</code> <code>(</code><code>60</code><code>.0MB)</code> <code>0.0</code><code>% used</code> &nbsp; &nbsp; <code>tenured generation:</code> <code>capacity =&nbsp;</code><code>62914560</code> <code>(</code><code>60</code><code>.0MB)</code> <code>used&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; =&nbsp;</code><code>16409080</code> <code>(</code><code>15</code><code>.648918151855469MB)</code> <code>free&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; =&nbsp;</code><code>46505480</code> <code>(</code><code>44</code><code>.35108184814453MB)</code> <code>26.08153025309245</code><code>% used</code> &nbsp; <code>tenured generation:</code> <code>capacity =&nbsp;</code><code>62914560</code> <code>(</code><code>60</code><code>.0MB)</code> <code>used&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; =&nbsp;</code><code>53329496</code> <code>(</code><code>50</code><code>.858970642089844MB)</code> <code>free&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; =&nbsp;</code><code>9585064</code> <code>(</code><code>9</code><code>.141029357910156MB)</code> <code>84.76495107014973</code><code>% used</code> &nbsp; <code>tenured generation:</code> <code>capacity =&nbsp;</code><code>104857600</code> <code>(</code><code>100</code><code>.0MB)</code> <code>used&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; =&nbsp;</code><code>84217880</code> <code>(</code><code>80</code><code>.3164291381836MB)</code> <code>free&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; =&nbsp;</code><code>20639720</code> <code>(</code><code>19</code><code>.683570861816406MB)</code> <code>80.3164291381836</code><code>% used</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

可以发现老年代内存从最开始的60M，扩大到最大值100M。

[https://blog.csdn.net/flamezyg/article/details/44677733][https_blog.csdn.net_flamezyg_article_details_44677733]

## JVM内存设置多大合适？Xmx和Xmn如何设置？ ##

[losetowin][] 发布于：2017-11-3 11:19　分类：[Java][] 　有 4305 人浏览，获得评论 0 条

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**问题:**

新上线一个java服务，或者是RPC或者是WEB站点， 内存的设置该怎么设置呢？设置成多大比较合适，既不浪费内存，又不影响性能呢？

**分析：**

依据的原则是根据Java Performance里面的推荐公式来进行设置。

[![WX20171103-112002.png][]][WX20171103-112002.png]

具体来讲：

Java整个堆大小设置，Xmx 和 Xms设置为老年代存活对象的3-4倍，即FullGC之后的老年代内存占用的3-4倍

永久代 PermSize和MaxPermSize设置为老年代存活对象的1.2-1.5倍。

年轻代Xmn的设置为老年代存活对象的1-1.5倍。

老年代的内存大小设置为老年代存活对象的2-3倍。

BTW：

1、Sun官方建议年轻代的大小为整个堆的3/8左右， 所以按照上述设置的方式，基本符合Sun的建议。

2、堆大小=年轻代大小+年老代大小， 即xmx=xmn+老年代大小 。 Permsize不影响堆大小。

3、为什么要按照上面的来进行设置呢？ 没有具体的说明，但应该是根据多种调优之后得出的一个结论。

如何确认老年代存活对象大小？

**方式1（推荐/比较稳妥）：**

JVM参数中添加GC日志，GC日志中会记录每次FullGC之后各代的内存大小，观察老年代GC之后的空间大小。可观察一段时间内（比如2天）的FullGC之后的内存情况，根据多次的FullGC之后的老年代的空间大小数据来预估FullGC之后老年代的存活对象大小（可根据多次FullGC之后的内存大小取平均值）

**方式2：（强制触发FullGC, 会影响线上服务，慎用）**

方式1的方式比较可行，但需要更改JVM参数，并分析日志。同时，在使用CMS回收器的时候，有可能不能触发FullGC（只发生CMS GC），所以日志中并没有记录FullGC的日志。在分析的时候就比较难处理。

BTW：使用jstat -gcutil工具来看FullGC的时候， CMS GC是会造成2次的FullGC次数增加。 具体可参见之前写的一篇关于jstat使用的文章

所以，有时候需要强制触发一次FullGC，来观察FullGC之后的老年代存活对象大小。

注：强制触发FullGC，会造成线上服务停顿（STW），要谨慎，建议的操作方式为，在强制FullGC前先把服务节点摘除，FullGC之后再将服务挂回可用节点，对外提供服务

在不同时间段触发FullGC，根据多次FullGC之后的老年代内存情况来预估FullGC之后的老年代存活对象大小

**如何触发FullGC ？**

使用jmap工具可触发FullGC

jmap -dump:live,format=b,file=heap.bin <pid> 将当前的存活对象dump到文件，此时会触发FullGC

jmap -histo:live <pid> 打印每个class的实例数目,内存占用,类全名信息.live子参数加上后,只统计活的对象数量. 此时会触发FullGC

**具体操作实例：**

以我司的一个RPC服务为例。

BTW：刚上线的新服务，不知道该设置多大的内存的时候，可以先多设置一点内存，然后根据GC之后的情况来进行分析。

初始JVM内存参数设置为： Xmx=2G Xms=2G xmn=1G

使用jstat 查看当前的GC情况。如下图：

[![WX20171103-112025.png][]][WX20171103-112025.png]

YGC平均耗时： 173.825s/15799=11ms

FGC平均耗时：0.817s/41=19.9ms

平均大约10-20s会产生一次YGC

看起来似乎不错，YGC触发的频率不高，FGC的耗时也不高，但这样的内存设置是不是有些浪费呢？

为了快速看数据，我们使用了方式2，产生了几次FullGC，FullGC之后，使用的jmap -heap 来看的当前的堆内存情况（也可以根据GC日志来看）

heap情况如下图：（命令 ： jmap -heap <pid>）

[![WX20171103-112039.png][]][WX20171103-112039.png]

上图中的concurrent mark-sweep generation即为老年代的内存描述。

老年代的内存占用为100M左右。 按照整个堆大小是老年代（FullGC）之后的3-4倍计算的话，设置各代的内存情况如下：

Xmx=512m  Xms=512m  Xmn=128m PermSize=128m  老年代的大小为 （512-128=384m）为老年代存活对象大小的3倍左右

调整之后的，heap情况

[![WX20171103-112102.png][]][WX20171103-112102.png]

GC情况如下：

[![WX20171103-112111.png][]][WX20171103-112111.png]

YGC 差不多在10s左右触发一次。每次YGC平均耗时大约9.41ms。可接受。

FGC平均耗时：0.016s/2=8ms

整体的GC耗时减少。但GC频率比之前的2G时的要多了一些。

注： **看上述GC的时候，发现YGC的次数突然会增多很多个，比如 从1359次到了1364次。具体原因是？**

**总结：**

在内存相对紧张的情况下，可以按照上述的方式来进行内存的调优， 找到一个在GC频率和GC耗时上都可接受的一个内存设置，可以用较小的内存满足当前的服务需要

但当内存相对宽裕的时候，可以相对给服务多增加一点内存，可以减少GC的频率，GC的耗时相应会增加一些。 一般要求低延时的可以考虑多设置一点内存， 对延时要求不高的，可以按照上述方式设置较小内存。

补充：

永久代（方法区）并不在堆内，所以之前有看过一篇文章中描述的 整个堆大小=年轻代+年老代+永久代的描述是不正确的。

**问题：**

1、GC频率和GC时间多少合适？

2、YGC何时触发，FGC何时触发？

3、内存设置越大，GC的耗时是否就会越长？为什么？

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[WX20171103-112102.png]: https://www.dutycode.com/content/uploadfile/201711/21761509689686.png
[WX20171103-112111.png]: https://www.dutycode.com/content/uploadfile/201711/faf91509689686.png
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