最近正在重新学习JVM的内存结构及相关优化内容,无意中看到IDEA的VM配置(安装时默认配置)中有如下的配置:
# custom IntelliJ IDEA VM options
-Xms2048m
-Xmx2048m
看到Xms和Xmx的一样,是不是稍微有些奇怪?这里就写篇文章分析一下,JVM的Xms和Xmx参数设置为相同的值有什么好处?首先来了解一下相关参数的概念及功能。
- -Xms: 指定虚拟机堆内存初始值大小
- -Xmx: 指定虚拟机堆内存最大值大小
Xms和Xmx参数定义
在启动Java应用程序时,我们通常可以通过参数Xms和Xmx来配置JVM的堆信息。不配置虽然会有默认值,但如果受硬件所限或需对JVM进行调优,则需要根据情况指定这两个参数的值。
- -Xms:堆内存的最小Heap值,默认为物理内存的1/64,但小于1G。默认当空余堆内存大于指定阈值时,JVM会减小heap的大小到-Xms指定的大小。
- -Xmx:堆内存的最大Heap值,默认为物理内存的1/4。默认当空余堆内存小于指定阈值时,JVM会增大Heap到-Xmx指定的大小。
内存情况的变化
常规的JVM参数使用如下:
java -Xms512m -Xmx1g
在这种配置下,JVM启动时会分配512M的堆内存空间,随着程序的执行,所需的堆空间越来越大,则会逐渐增大堆内存空间,直到Xmx参数指定的堆最大空间1G。
当堆内存使用率降低,则会逐渐减小该内存区域的大小。整个过程看似非常合理,但为什么很多生产环境却也将两个值配置为相同的值呢?
JVM垃圾回收的不足
当堆内存使用情况变化时,并不是单纯的扩大和缩小堆内存就完事了。在此之前还会执行GC(垃圾回收)操作。如果-Xms起初值设置的比较小,那么就频繁触发GC操作。当GC操作无法释放更多内存时,才会进行内存的扩充。
我们都知道GC操作是需要耗时的,而且Full GC会引起“Stop the World”,也就是说会引起线程停止,不可避免就会引起性能问题。
相同值的好处
面对上面的问题,为了避免在生产环境由于heap内存扩大或缩小导致应用停顿,降低延迟,同时避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存。所以,-Xmx和-Xms一般都是设置相等的。
当然,如果生产系统上线前有一段预热时间的话,也可以不设置相等。对于需要高吞吐量的应用来说,可以不在乎这种停顿,比如一些后台的应用之类,那么内存可以适当调大一些。(停顿时间越长,吞吐量反而越大),需要根据具体情况权衡。
其实关于在生产环境中把Xms和Xmx设为相同值也是Oracle官方推荐的。在Xms的参数描述中有这样一段话:
Oracle recommends setting the minimum heap size (-Xms)equal to the maximum heap size (-Xmx) to minimize garbage collections.
把两者设置为一致,是为了避免频繁扩容和GC释放堆内存造成的系统开销/压力
注意事项
其实虽然设置为相同值有很多好处,但也会有一些不足。比如,如果两个值一样,会减少GC的操作,也意味着只有当JVM即将使用完时才会进行回收,此前内存会不停的增长。
并且同一JDK的GC策略也有很多种,不能一概而论。另外,对于Hotspot虚拟机,Xms和Xmx设置为一样的,可以减轻伸缩堆大小带来的压力。但对于IBM虚拟机,设置为一样会增大堆碎片产生的几率,并且这种负面影响足以抵消前者产生的益处。
小结
最近研究Java虚拟机比较多一些,越研究发现越有意思,越研究发现很多之前没弄明白的问题都慢慢融会贯通了。强烈建议大家有时间的话读读相关的书籍,研究一些用法的底层逻辑。
网络上的问与答
Usually I set -Xms512m and -Xmx1g so that when JVM starts it allocates 512MB and gradually increases heap to 1GB as necessary. But I see these values set to same say 1g in a dedicated server instance. Is there any advantage for the having both set to the same value?
- Program will start with -Xms value and if the value is lesser it will eventually force GC to occur more frequently
- Once the program reaches -Xms heap, jvm request OS for additional memory and eventually grabs -Xmx that requires additional time leading to performance issue, you might as well set it to that at the beginning avoiding jvm to request additional memory.
Why to set -Xms and -Xmx to the same value?| JBoss.org Content Archive (Read Only)
在生产环境中,如果您监视GC数据,您会注意到这是一段相对较短的时间(通常不到一个小时),JVM最终会将堆大小增加到-Xmx设置。每次JVM增加堆大小时,它都必须向操作系统请求额外的内存,这需要时间(从而增加了GC命中时正在处理的任何请求的响应时间)。通常JVM永远不会放弃这个记忆。因此,由于JVM最终会获取-Xmx内存,您不妨在一开始就将其设置为该内存。
另一点是,对于较小的堆大小(从-Xms开始),GC将更频繁地发生。因此,通过最初从更大的堆开始,GC将不会那么频繁地发生。
最后,在生产环境中,每个操作系统(或每个虚拟机)通常只运行一个应用程序服务器。因此,由于应用程序服务器不会与其他应用程序争夺内存,您不妨提前将内存提供给它。
请注意,以上内容仅供生产使用。它也适用于系统测试环境,因为系统测试环境应该尽可能接近生产。