JVM參數

Java啓動參數共分爲三類;
其一是標準參數(-),所有的JVM實現都必須實現這些參數的功能,而且向後兼容;
其二是非標準參數(-X),默認jvm實現這些參數的功能,但是並不保證所有jvm實現都滿足,且不保證向後兼容;
其三是非Stable參數(-XX),此類參數各個jvm實現會有所不同,將來可能會隨時取消,需要慎重使用;
本文主要描述標準參數部分,剩下的兩個部分將會陸續推出;

標準參數列表如下:
-client
設置jvm使用client模式,特點是啓動速度比較快,但運行時性能和內存管理效率不高,通常用於客戶端應用程序或者PC應用開發和調試。

-server
設置jvm使server模式,特點是啓動速度比較慢,但運行時性能和內存管理效率很高,適用於生產環境。在具有64位能力的jdk環境下將默認啓用該模式,而忽略-client參數。

-agentlib:libname[=options]
用於裝載本地lib包;
其中 libname爲本地代理庫文件名,默認搜索路徑爲環境變量PATH中的路徑,options爲傳給本地庫啓動時的參數,多個參數之間用逗號分隔。在 Windows平臺上jvm搜索本地庫名爲libname.dll的文件,在linux上jvm搜索本地庫名爲libname.so的文件,搜索路徑環境變量在不同系統上有所不同,比如Solaries上就默認搜索LD_LIBRARY_PATH。
比如:-agentlib:hprof
用來獲取jvm的運行情況,包括CPU、內存、線程等的運行數據,並可輸出到指定文件中;windows中搜索路徑爲JRE_HOME/bin/hprof.dll。

-agentpath:pathname[=options]
按全路徑裝載本地庫,不再搜索PATH中的路徑;其他功能和agentlib相同;更多的信息待續,在後續的JVMTI部分會詳述。

-classpath classpath
-cp classpath

告知jvm搜索目錄名、jar文檔名、zip文檔名,之間用分號;分隔;使用-classpath後jvm將不再使用CLASSPATH中的類搜索路徑,如果-classpath和CLASSPATH都沒有設置,則jvm使用當前路徑(.)作爲類搜索路徑。
jvm搜索類的方式和順序爲:Bootstrap,Extension,User。
Bootstrap中的路徑是jvm自帶的jar或zip文件,jvm首先搜索這些包文件,用System.getProperty("sun.boot.class.path")可得到搜索路徑。
Extension是位於JRE_HOME/lib/ext目錄下的jar文件,jvm在搜索完Bootstrap後就搜索該目錄下的jar文件,用System.getProperty("java.ext.dirs")可得到搜索路徑。
User搜索順序爲當前路徑.、CLASSPATH、-classpath,jvm最後搜索這些目錄,用System.getProperty("java.class.path")可得到搜索路徑。

-Dproperty=value
設置系統屬性名/值對,運行在此jvm之上的應用程序可用System.getProperty("property")得到value的值。
如果value中有空格,則需要用雙引號將該值括起來,如-Dname="space string"。
該參數通常用於設置系統級全局變量值,如配置文件路徑,以便該屬性在程序中任何地方都可訪問。

-enableassertions[: "..." | : ]
-ea[: "..." | : ]

上述參數就用來設置jvm是否啓動斷言機制(從JDK 1.4開始支持),缺省時jvm關閉斷言機制。
用-ea 可打開斷言機制,不加 和classname時運行所有包和類中的斷言,如果希望只運行某些包或類中的斷言,可將包名或類名加到-ea之後。例如要啓動包com.wombat.fruitbat中的斷言,可用命令java -ea:com.wombat.fruitbat...。

-disableassertions[: "..." | :
-da[: "..." | : ]

用來設置jvm關閉斷言處理,packagename和classname的使用方法和-ea相同,jvm默認就是關閉狀態。
該參數一般用於相同package內某些class不需要斷言的場景,比如com.wombat.fruitbat需要斷言,但是com.wombat.fruitbat.Brickbat該類不需要,則可以如下運行:
java -ea:com.wombat.fruitbat...-da:com.wombat.fruitbat.Brickbat 。
-enablesystemassertions
-esa

激活系統類的斷言。
-disablesystemassertions
-dsa

關閉系統類的斷言。

-jar
指定以jar包的形式執行一個應用程序。
要這樣執行一個應用程序,必須讓jar包的manifest文件中聲明初始加載的Main-class,當然那Main-class必須有public static void main(String[] args)方法。

-javaagent:jarpath[=options]
指定jvm啓動時裝入java語言設備代理。
Jarpath 文件中的mainfest文件必須有Agent-Class屬性。代理類也必須實現公共的靜態public static void premain(String agentArgs, Instrumentation inst)方法(和main方法類似)。當jvm初始化時,將按代理類的說明順序調用premain方法;具體參見 java.lang.instrument軟件包的描述。

-verbose
-verbose:class

輸出jvm載入類的相關信息,當jvm報告說找不到類或者類衝突時可此進行診斷。
-verbose:gc
輸出每次GC的相關情況。
-verbose:jni
輸出native方法調用的相關情況,一般用於診斷jni調用錯誤信息。
-version
輸出java的版本信息,比如jdk版本、vendor、model。
-version:release
指定class或者jar運行時需要的jdk版本信息;若指定版本未找到,則以能找到的系統默認jdk版本執行;一般情況下,對於jar文件,可以在manifest文件中指定需要的版本信息,而不是在命令行。
release中可以指定單個版本,也可以指定一個列表,中間用空格隔開,且支持複雜組合,比如:
-version:"1.5.0_04 1.5*&1.5.1_02+"
指定class或者jar需要jdk版本爲1.5.0_04或者是1.5系列中比1.5.1_02更高的所有版本。

-showversion
輸出java版本信息(與-version相同)之後,繼續輸出java的標準參數列表及其描述。
-?
-help

輸出java標準參數列表及其描述。
-X
輸出非標準的參數列表及其描述。

以上的這些參數我們經常會在很多情況下用到多個的組合,比如我們在用JProfiler進行跟蹤監控時,需要在被監控java啓動參數中加上如下配置:
-agentlib:jprofilerti=port=8849 -Xbootclasspath/a:/usr/local/jprofiler5/bin/agent.jar
其中就用到兩個-agentlib和-X參數,bootclasspath參數的詳細信息將會在非標準參數中詳細說明


非標準參數又稱爲擴展參數,其列表如下:
-Xint
    設置jvm以解釋模式運行,所有的字節碼將被直接執行,而不會編譯成本地碼。
-Xbatch
    關閉後臺代碼編譯,強制在前臺編譯,編譯完成之後才能進行代碼執行;
    默認情況下,jvm在後臺進行編譯,若沒有編譯完成,則前臺運行代碼時以解釋模式運行。
-Xbootclasspath:bootclasspath
    讓jvm從指定路徑(可以是分號分隔的目錄、jar、或者zip)中加載bootclass,用來替換jdk的rt.jar;若非必要,一般不會用到;
-Xbootclasspath/a:path
    將指定路徑的所有文件追加到默認bootstrap路徑中;
-Xbootclasspath/p:path
    讓jvm優先於bootstrap默認路徑加載指定路徑的所有文件;
-Xcheck:jni
    對JNI函數進行附加check;此時jvm將校驗傳遞給JNI函數參數的合法性,在本地代碼中遇到非法數據時,jmv將報一個致命錯誤而終止;使用該參數後將造成性能下降,請慎用。
-Xfuture
    讓jvm對類文件執行嚴格的格式檢查(默認jvm不進行嚴格格式檢查),以符合類文件格式規範,推薦開發人員使用該參數。
-Xnoclassgc
    關閉針對class的gc功能;因爲其阻止內存回收,所以可能會導致OutOfMemoryError錯誤,慎用;
-Xincgc
    開啓增量gc(默認爲關閉);這有助於減少長時間GC時應用程序出現的停頓;但由於可能和應用程序併發執行,所以會降低CPU對應用的處理能力。
-Xloggc:file
    與-verbose:gc功能類似,只是將每次GC事件的相關情況記錄到一個文件中,文件的位置最好在本地,以避免網絡的潛在問題。
若與verbose命令同時出現在命令行中,則以-Xloggc爲準。
-Xmsn
    指定jvm堆的初始大小,默認爲物理內存的1/64,最小爲1M;可以指定單位,比如k、m,若不指定,則默認爲字節。
-Xmxn
    指定jvm堆的最大值,默認爲物理內存的1/4或者1G,最小爲2M;單位與-Xms一致。
-Xprof
    跟蹤正運行的程序,並將跟蹤數據在標準輸出輸出;適合於開發環境調試。
-Xrs
    減少jvm對操作系統信號(signals)的使用,該參數從1.3.1開始有效;
    從jdk1.3.0開始,jvm允許程序在關閉之前還可以執行一些代碼(比如關閉數據庫的連接池),即使jvm被突然終止;
    jvm 關閉工具通過監控控制檯的相關事件而滿足以上的功能;更確切的說,通知在關閉工具執行之前,先註冊控制檯的控制handler,然後對 CTRL_C_EVENT, CTRL_CLOSE_EVENT, CTRL_LOGOFF_EVENT, and CTRL_SHUTDOWN_EVENT這幾類事件直接返回true。
    但如果jvm以服務的形式在後臺運行(比如servlet引擎),他能接收CTRL_LOGOFF_EVENT事件,但此時並不需要初始化關閉程序;爲了避免類似衝突的再次出現,從jdk1.3.1開始提供-Xrs參數;當此參數被設置之後,jvm將不接收控制檯的控制handler,也就是說他不監控和處理CTRL_C_EVENT, CTRL_CLOSE_EVENT, CTRL_LOGOFF_EVENT, or CTRL_SHUTDOWN_EVENT事件。
-Xssn
    設置單個線程棧的大小,一般默認爲512k。

上面這些參數中,比如-Xmsn、-Xmxn……都是我們性能優化中很重要的參數;
-Xprof、-Xloggc:file等都是在沒有專業跟蹤工具情況下排錯的好手;
在上一小節中提到的關於 JProfiler的配置中就使用到了-Xbootclasspath/a:path;


前面我們提到用-XX作爲前綴的參數列表在jvm中可能是不健壯的,SUN也不推薦使用,後續可能會在沒有通知的情況下就直接取消了;但是由於這些參數中的確有很多是對我們很有用的,比如我們經常會見到的-XX:PermSize、-XX:MaxPermSize等等;

下面我們將就Java HotSpot VM中-XX:的可配置參數列表進行描述;
這些參數可以被鬆散的聚合成三類:
行爲參數(Behavioral Options):用於改變jvm的一些基礎行爲;
性能調優(Performance Tuning):用於jvm的性能調優;
調試參數(Debugging Options):一般用於打開跟蹤、打印、輸出等jvm參數,用於顯示jvm更加詳細的信息;

由於sun官方文檔中對各參數的描述也都非常少(大多隻有一句話),而且大多涉及OS層面的東西,很難描述清楚,所以以下是挑選了一些我們開發中可能會用得比較多的配置項,若需要查看所有參數列表,可以點擊HotSpot VM Specific Options.查看原文;

首先來介紹行爲參數:

-XX:-DisableExplicitGC
    禁止調用System.gc();但jvm的gc仍然有效

-XX:+MaxFDLimit
    最大化文件描述符的數量限制

-XX:+ScavengeBeforeFullGC
    新生代GC優先於Full GC執行

-XX:+UseGCOverheadLimit
    在拋出OOM之前限制jvm耗費在GC上的時間比例

-XX:-UseConcMarkSweepGC
    對老生代採用併發標記交換算法進行GC

-XX:-UseParallelGC
    啓用並行GC

-XX:-UseParallelOldGC
    對Full GC啓用並行,當-XX:-UseParallelGC啓用時該項自動啓用

-XX:-UseSerialGC
    啓用串行GC

-XX:+UseThreadPriorities
    啓用本地線程優先級

jvm中GC執行的三種方式,即串行、並行、併發;
串行(SerialGC)是jvm的默認GC方式,一般適用於小型應用和單處理器,算法比較簡單,GC效率也較高,但可能會給應用帶來停頓;
並行(ParallelGC)是指GC運行時,對應用程序運行沒有影響,GC和app兩者的線程在併發執行,這樣可以最大限度不影響app的運行;
併發(ConcMarkSweepGC)是指多個線程併發執行GC,一般適用於多處理器系統中,可以提高GC的效率,但算法複雜,系統消耗較大;


性能調優參數列表:

-XX:LargePageSizeInBytes=4m
    設置用於Java堆的大頁面尺寸

-XX:MaxHeapFreeRatio=70
    GC後java堆中空閒量佔的最大比例

-XX:MaxNewSize=size
    新生成對象能佔用內存的最大值

-XX:MaxPermSize=64m
    老生代對象能佔用內存的最大值

-XX:MinHeapFreeRatio=40
    GC後java堆中空閒量佔的最小比例

-XX:NewRatio=2
    新生代內存容量與老生代內存容量的比例

-XX:NewSize=2.125m
    新生代對象生成時佔用內存的默認值

-XX:ReservedCodeCacheSize=32m
    保留代碼佔用的內存容量

-XX:ThreadStackSize=512
    設置線程棧大小,若爲0則使用系統默認值

-XX:+UseLargePages
    使用大頁面內存

調試參數列表:

-XX:-CITime
    打印消耗在JIT編譯的時間

-XX:ErrorFile=./hs_err_pid .log
保存錯誤日誌或者數據到文件中

-XX:-ExtendedDTraceProbes
    開啓solaris特有的dtrace探針

-XX:HeapDumpPath=./java_pid .hprof
    指定導出堆信息時的路徑或文件名

-XX:-HeapDumpOnOutOfMemoryError
    當首次遭遇OOM時導出此時堆中相關信息

-XX:OnError=";"
出現致命ERROR之後運行自定義命令

-XX:OnOutOfMemoryError=";"
當首次遭遇OOM時執行自定義命令

-XX:-PrintClassHistogram
    遇到Ctrl-Break後打印類實例的柱狀信息,與jmap -histo功能相同

-XX:-PrintConcurrentLocks
    遇到Ctrl-Break後打印併發鎖的相關信息,與jstack -l功能相同

-XX:-PrintCommandLineFlags
    打印在命令行中出現過的標記

-XX:-PrintCompilation
    當一個方法被編譯時打印相關信息

-XX:-PrintGC
    每次GC時打印相關信息

-XX:-PrintGC Details
    每次GC時打印詳細信息

-XX:-PrintGCTimeStamps
    打印每次GC的時間戳

-XX:-TraceClassLoading
    跟蹤類的加載信息

-XX:-TraceClassLoadingPreorder 跟蹤被引用到的所有類的加載信息
-XX:-TraceCla***esolution 跟蹤常量池
-XX:-TraceClassUnloading 跟蹤類的卸載信息
-XX:-TraceLoaderConstraints 跟蹤類加載器約束的相關信息

當系統出現問題的時候,又不能使用外部跟蹤工具(比如JProfiler……)的情況下,以上的這些參數就會發揮重大作用了,比如dump堆信信息、打印併發鎖……


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