🧠 一、JVM調優目標

1. 調優核心目標

目標	說明
吞吐量（Throughput）	單位時間內處理的任務數量（適合后臺計算任務）。
停頓時間（Pause Time）	每次GC暫停的時間（適合Web服務、低延遲場景）。
內存占用（Footprint）	堆內存使用量（適合內存敏感場景）。

2. 調優常見問題

• 內存泄漏（Memory Leak）：對象不再使用但無法被GC回收。
• 內存溢出（OutOfMemoryError）：堆、棧、元空間等內存不足。
• 頻繁Full GC：老年代頻繁觸發Full GC，導致性能下降。
• GC停頓過長：GC時間過長影響業務響應。

🧩 二、JVM調優核心參數詳解

1. 堆內存相關參數

參數	說明	示例
-Xms	初始堆大小（默認物理內存的1/64）	-Xms512m
-Xmx	最大堆大小（默認物理內存的1/4）	-Xmx2g
-XX:NewSize	新生代初始大小	-XX:NewSize=256m
-XX:MaxNewSize	新生代最大大小	-XX:MaxNewSize=512m
-XX:NewRatio	新生代與老年代比例（默認1:2）	-XX:NewRatio=3（新生代占1/4）
-XX:SurvivorRatio	Eden與Survivor區比例（默認8:1:1）	-XX:SurvivorRatio=4（Eden占80%）

2. 垃圾回收器相關參數

參數	說明	示例
-XX:+UseSerialGC	使用串行垃圾收集器（單線程）	-XX:+UseSerialGC
-XX:+UseParallelGC	使用并行垃圾收集器（多線程，吞吐優先）	-XX:+UseParallelGC
-XX:+UseConcMarkSweepGC	使用CMS收集器（低延遲）	-XX:+UseConcMarkSweepGC（JDK8~JDK13）
-XX:+UseG1GC	使用G1收集器（大內存、低延遲）	-XX:+UseG1GC（JDK9+ 默認）
-XX:MaxGCPauseMillis	G1的目標停頓時間（默認200ms）	-XX:MaxGCPauseMillis=100
-XX:G1HeapRegionSize	G1的Region大小（1~32MB）	-XX:G1HeapRegionSize=4M

3. GC日志與性能監控

4. 元空間（Metaspace）調優

5. 棧內存調優

6. 其他關鍵參數

📌 三、調優策略與最佳實踐

1. 堆內存調優

建議：

• 初始堆（-Xms）與最大堆（-Xmx）設為相同值，避免動態擴容開銷。
• 新生代占堆的1/3或1/4，老年代占2/3或3/4。
• Eden區占新生代的80%（-XX:SurvivorRatio=8）。

示例：

• -Xms2g -Xmx2g -XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=512m -XX:SurvivorRatio=8

2. 垃圾收集器選擇

v3. GC日志分析

日志示例：

2023-10-23T15:30:00.123+0800: [GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 131072K->15360K(157248K)] 131072K->15360K(503936K), 0.0123456 secs] [Times: user=0.05 sys=0.00, real=0.01 secs]

關鍵指標：

• GC類型：Allocation Failure（分配失敗觸發GC）。
• 內存變化：PSYoungGen: 131072K->15360K（新生代回收后內存占用）。
• 總內存變化：131072K->15360K(503936K)（堆總內存變化）。
• 耗時：0.0123456 secs（GC耗時）。

4. OOM問題定位與解決

🧱 四、JVM調優步驟與流程

1. 調優流程

1. 確定目標：吞吐量、停頓時間、內存占用。
2. 監控JVM狀態：使用 jstat、VisualVM、JConsole。
3. 分析GC日志：通過 -XX:+PrintGCDetails 定位問題。
4. 調整參數：優化堆大小、GC收集器、元空間等。
5. 驗證效果：壓測、監控、觀察GC頻率和停頓時間。

2. 常用調優工具

3. 調優常用命令

# 查看JVM參數
jinfo -flags <PID># 實時監控GC
jstat -gc <PID> 1000 10# 生成堆轉儲
jmap -dump:format=b,file=heap.bin <PID># 分析堆轉儲
jhat heap.bin

📊 五、常見JVM調優場景與解決方案

1. 頻繁Full GC

原因：

• 老年代空間不足。
• 大對象頻繁創建。
• 元空間內存不足。

解決方案：

• 增加堆大小（-Xmx）。
• 調整新生代與老年代比例（-XX:NewRatio）。
• 使用G1收集器（-XX:+UseG1GC）。

2. 內存泄漏

定位方法：

• 使用 jmap 生成堆轉儲（heap dump）。
• 使用 MAT 分析內存泄漏對象。
• 檢查緩存、監聽器、線程局部變量（ThreadLocal）。

解決方案：

• 釋放無用對象（如緩存未清理）。
• 避免靜態集合類（如 static List）。
• 使用弱引用（WeakHashMap）。

3. 棧溢出（StackOverflowError）

原因：

• 遞歸過深。
• 線程棧大小不足（默認1MB）。

解決方案：

• 優化遞歸邏輯（改為迭代）。
• 增加線程棧大小（-Xss2m）。
• 避免線程數過多（優化線程池配置）。

4. 元空間溢出（Metaspace OOM）

原因：

• 類加載過多（如動態代理、JSP編譯）。
• 元空間配置過小。

解決方案：

• 增加元空間大小（-XX:MaxMetaspaceSize=256m）。
• 優化類加載邏輯（避免重復加載）。
• 使用 -XX:+PrintGCDetails 分析元空間占用。

🧪 六、常見JVM調優面試題及答案

1. -Xms 和 -Xmx 的作用？

答案：

• -Xms：JVM堆的初始大小。
• -Xmx：JVM堆的最大大小。
• 建議：將 -Xms 和 -Xmx 設置為相同值，避免動態擴容開銷。

2. -XX:NewRatio=2 和 -XX:SurvivorRatio=8 的含義？

答案：

• -XX:NewRatio=2：新生代與老年代比例為1:2。
• -XX:SurvivorRatio=8：Eden區與每個Survivor區比例為8:1:1。

3. 如何選擇合適的GC收集器？

答案：

• 吞吐優先：Parallel Scavenge（-XX:+UseParallelGC）。
• 低延遲：G1（-XX:+UseG1GC）。
• 兼容性：CMS（JDK8~JDK13）。

4. -XX:+PrintGCDetails 和 -Xloggc 的作用？

答案：

• -XX:+PrintGCDetails：打印詳細GC信息（如GC類型、內存變化）。
• -Xloggc:/path/to/gc.log：將GC日志輸出到指定文件。

5. 如何避免頻繁Full GC？

答案：

• 增加堆大小（-Xmx）。
• 避免大對象頻繁創建。
• 使用 -XX:+DisableExplicitGC 禁用 System.gc()。
• 使用G1收集器（-XX:+UseG1GC）。

6. 如何分析GC日志？

答案：

• 使用 -XX:+PrintGCDetails 打印詳細GC信息。
• 使用 GCViewer、GCEasy 等工具分析日志。
• 關注GC頻率、停頓時間、內存變化趨勢。

7. 如何定位內存泄漏？

答案：

• 使用 jmap -dump 生成堆轉儲。
• 使用 MAT 分析堆轉儲，定位未釋放對象。
• 檢查緩存、監聽器、線程局部變量。

? 七、JVM調優核心知識點總結

📋 八、完整JVM調優參數示例（生產環境推薦）**

# 堆內存設置
-Xms2g -Xmx2g -XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=512m -XX:SurvivorRatio=8# G1收集器（JDK9+）
-XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200 -XX:G1HeapRegionSize=4M# 元空間設置
-XX:MetaspaceSize=128m -XX:MaxMetaspaceSize=256m# GC日志輸出# 堆內存設置
-Xms2g -Xmx2g -XX:NewSize=512m -XX:MaxNewSize=512m -XX:SurvivorRatio=8# G1收集器（JDK9+）
-XX:+UseG1GC -XX:MaxGCPauseMillis=200 -XX:G1HeapRegionSize=4M# 元空間設置
-XX:MetaspaceSize=128m -XX:MaxMetaspaceSize=256m# GC日志輸出
-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps -Xloggc:/var/log/myapp/gc.log -XX:+UseGCLogFileRotation -XX:NumberOfGCLogFiles=5 -XX:GCLogFileSize=10M# 性能優化
-XX:+UseTLAB -XX:+DisableExplicitGC -XX:+UseThreadPriorities# OOM處理
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/var/log/myapp/heapdump.hprof

📄 九、完整GC日志示例（G1收集器）**

2023-10-23T15:30:00.123+0800: [GC pause (G1

Evacuation Pause) (young), 0.0123456 secs][Parallel Time: 12.34 ms, GC Workers: 8][Eden: 1024.0M(1024.0M) Survivors: 128.0M->128.0M Heap: 1536.0M(2048.0M)][Times: user=0.05 sys=0.00, real=0.01 secs]

日志解析：

• GC類型：G1 Evacuation Pause（G1的新生代GC）。
• 耗時：0.0123456 secs（GC總耗時）。
• 內存變化：Eden: 1024.0M→Survivors: 128.0M→Heap: 1536.0M(2048.0M)（堆內存使用情況）。

📌 十、調優實踐建議

📚 十一、推薦學習資料

• 《深入理解 Java 虛擬機》（周志明）
• 《Java 性能調優指南》
• JVM 官方文檔：https://docs.oracle.com/en/java/javase/17/gctuning/
• GC日志分析工具：GCViewer、GCEasy、GCPlot
• JVM調優視頻教程（B站、慕課網、CSDN）

📄 十二、完整代碼示例（內存溢出場景）**

1. 堆內存溢出（Java Heap OOM）
public class HeapOOM {public static void main(String[] args) {List<byte[]> list = new ArrayList<>();while (true) {list.add(new byte[1024 * 1024]); // 每次分配1MB}}
}
2. 元空間溢出（Metaspace OOM）
public class MetaspaceOOM {public static void main(String[] args) {while (true) {// 使用 CGLIB 動態生成類Enhancer enhancer = new Enhancer();enhancer.setSuperclass(MetaspaceOOM.class);enhancer.setCallback((MethodInterceptor) (obj, method, args1, proxy) -> proxy.invokeSuper(obj, args1));enhancer.create(); // 持續創建新類，導致元空間溢出}}
}

📌 十三、JVM調優實戰建議

? 十四、總結：JVM調優核心知識點