?JVM
內(nèi)存參數(shù)調(diào)優(yōu)
我們前面所提到的堆內(nèi)存（heap）是由Java虛擬機(jī)控制管理的，因此，這些參數(shù)對(duì)JVM而言都有一個(gè)默認(rèn)值，但在某些情況下這些參數(shù)的默認(rèn)值并不是最優(yōu)的，這就需要我們通過(guò)調(diào)整這些參數(shù)的值來(lái)提高JVM的性能，最終提高應(yīng)用的性能指標(biāo)。
在實(shí)際的應(yīng)用開(kāi)發(fā)中，如果應(yīng)用所使用的系統(tǒng)內(nèi)存較大，經(jīng)常會(huì)引發(fā)內(nèi)存溢出的錯(cuò)誤：
…
java.lang.OutOfMemoryError <<no stack trace available>>
java.lang.OutOfMemoryError <<no stack trace available>>
? ? Exception in thread "main"
…
這可能是因?yàn)閼?yīng)用要使用的堆內(nèi)存（heap）超過(guò)了JVM所管理內(nèi)存范圍，如果我們適當(dāng)追加內(nèi)存值有時(shí)就可以避免這種致命錯(cuò)誤的出現(xiàn)。
在WINDOWS系統(tǒng)上你可以通過(guò)參數(shù)-verbosegc查看JVM回收內(nèi)存的信息，在HP UNIX系統(tǒng)上你可以通過(guò)-Xverbosegc:file=/tmp/gc$$.out參數(shù)將信息重定向到一個(gè)文件中。然后查看相應(yīng)的信息，例如下面的這個(gè)類。
public class A {
??? ???public static void main(String args[]) {
??? ???? for (int i =0 ;i < 100000;++i) {
??????????? ???A a = new A();
??? ???? }
??? ???? System.out.println("this is a GC test");
??? ???}
}
在類A的main方法中創(chuàng)建了100 000個(gè)A對(duì)象，然后我們看一下JVM回收內(nèi)存的情況，編譯并執(zhí)行這個(gè)類：
>java -verbosegc A
[GC 512K->91K(1984K), 0.0027537 secs]
this is a ?GC test
從輸出信息中可以看出總共有1984KB的內(nèi)存被回收，耗時(shí)0.002 753 7秒。現(xiàn)在我們將類A添加一行清除對(duì)象引用的代碼：
public class A {
??? ???public static void main(String args[]) {
??? ???? for (int i =0 ;i < 100000;++i) {
???????????? ??A a = new A();
? ?????????????a = null;
??? ???? }
??? ???? System.out.println("this is a GC test");
??? ???}
}
編譯并執(zhí)行這個(gè)類：
>java -verbosegc A
[GC 512K->91K(1 984K), 0.0 027 450 secs]
this is a ?GC test
我們 看到被回收內(nèi)存的數(shù)量并沒(méi)有變化，但是回收所需要的時(shí)間卻變成了0.002 745 0秒，后者比前者節(jié)省了0.000 008 7秒，千萬(wàn)不要小看這0.000 008 7秒，當(dāng)你的應(yīng)用足夠復(fù)雜時(shí)這個(gè)時(shí)間就會(huì)成指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，看來(lái)我們主動(dòng)清除對(duì)象引用的方法，確實(shí)可以加速JVM對(duì)垃圾內(nèi)存的回收。
如果再在類A中加入一行強(qiáng)制系統(tǒng)內(nèi)存回收的代碼，結(jié)果又會(huì)怎樣呢？如下所示：
public class A {
?? ?public static void main(String args[]) {
??? ???? for (int i =0 ;i < 100000;++i) {
????????? ?????A a = new A();
??? ???????????a = null;
??? ???? }
??? ???? System.gc();
??? ???? System.out.println("this is a GC test");
??? }
}
編譯并執(zhí)行這個(gè)類：
>java -verbosegc A
[GC 512K->91K(1984K), 0.0 027 272 secs]
[Full GC 487K->91K(1984K), 0.0 070 730 secs]
this is a ?GC test
系統(tǒng) 這次做了兩次內(nèi)存回收，第一次是程序中強(qiáng)制系統(tǒng)內(nèi)存回收的代碼System.gc()導(dǎo)致的內(nèi)存回收，而后者是系統(tǒng)最終的內(nèi)存回收操作，我們看到強(qiáng)制內(nèi)存回收耗時(shí)不長(zhǎng)，可是卻導(dǎo)致了系統(tǒng)最終垃圾回收的時(shí)間加長(zhǎng)了很多，因此我們?cè)诓捎脧?qiáng)制系統(tǒng)垃圾回收（通過(guò)顯式調(diào)用方法System.gc()）的辦法來(lái)回收系統(tǒng)垃圾內(nèi)存的辦法，還是存在一些弊端的，應(yīng)盡量少用，或者說(shuō)只在必要的時(shí)候應(yīng)用。
上面我們提到的內(nèi)存回收操作就是回收JVM所 管理的堆內(nèi)存（heap）。當(dāng)系統(tǒng)連續(xù)申請(qǐng)內(nèi)存并且超過(guò)JVM所管理的堆內(nèi)存（heap）的最大值時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)內(nèi)存溢出的致命異常，下面我們來(lái)看一下 怎樣通過(guò)設(shè)置JVM的內(nèi)存參數(shù)來(lái)優(yōu)化JVM對(duì)內(nèi)存的管理，避免內(nèi)存溢出異常的發(fā)生。表2-1所示的就是與JVM內(nèi)存相關(guān)的參數(shù)及其說(shuō)明。
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表2-1? 與JVM內(nèi)存相關(guān)的參數(shù)及其說(shuō)明
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JVM
堆內(nèi)存（heap）設(shè)置選項(xiàng)
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參數(shù)格式
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說(shuō)??? 明
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設(shè)置新對(duì)象生產(chǎn)堆內(nèi)存（Setting the Newgeneration heap size）
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-XX:NewSize
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通過(guò)這個(gè)選項(xiàng)可以設(shè)置Java新對(duì)象生產(chǎn)堆內(nèi)存。在通常情況下這個(gè)選項(xiàng)的數(shù)值為1 024的整數(shù)倍并且大于1MB。這個(gè)值的取值規(guī)則為，一般情況下這個(gè)值-XX:NewSize是最大堆內(nèi)存（maximum heap size）的四分之一。增加這個(gè)選項(xiàng)值的大小是為了增大較大數(shù)量的短生命周期對(duì)象
增加Java新對(duì)象生產(chǎn)堆內(nèi)存相當(dāng)于增加了處理器的數(shù)目。并且可以并行地分配內(nèi)存，但是請(qǐng)注意內(nèi)存的垃圾回收卻是不可以并行處理的
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續(xù)表?
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JVM
堆內(nèi)存（heap）設(shè)置選項(xiàng)
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參數(shù)格式
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說(shuō)??? 明
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設(shè)置最大新對(duì)象生產(chǎn)堆內(nèi)存（Setting the maximum New generation heap size）
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-XX:MaxNewSize
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通過(guò)這個(gè)選項(xiàng)可以設(shè)置最大Java新對(duì)象生產(chǎn)堆內(nèi)存。通常情況下這個(gè)選項(xiàng)的數(shù)值為1?024的整數(shù)倍并且大于1MB
其功用與上面的設(shè)置新對(duì)象生產(chǎn)堆內(nèi)存-XX：NewSize相同
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設(shè)置新對(duì)象生產(chǎn)堆內(nèi)存的比例（Setting New heap size ratios）
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-XX:SurvivorRatio
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新對(duì)象生產(chǎn)區(qū)域通常情況下被分為3個(gè)子區(qū)域：伊甸園，與兩個(gè)殘存對(duì)象空間，這兩個(gè)空間的大小是相同的。通過(guò)用-XX:SurvivorRatio=X選項(xiàng)配置伊甸園與殘存對(duì)象空間（Eden/survivor）的大小的比例。你可以試著將這個(gè)值設(shè)置為8，然后監(jiān)控、觀察垃圾回收的工作情況
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設(shè)置堆內(nèi)存池的最小值
（Setting minimum heap size）
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-Xms
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通過(guò)這個(gè)選項(xiàng)可以要求系統(tǒng)為堆內(nèi)存池分配內(nèi)存空間的最小值。通常情況下這個(gè)選項(xiàng)的數(shù)值為1?024的整數(shù)倍并且大于1MB。這個(gè)值的取值規(guī)則為，一般情況下這個(gè)值（-Xms）與最大堆內(nèi)存相同，以降低垃圾回收的頻度
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設(shè)置堆內(nèi)存池的最大值（Setting maximum heap size）
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-Xmx
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通過(guò)這個(gè)選項(xiàng)可以要求系統(tǒng)為堆內(nèi)存池分配內(nèi)存空間的最大值。通常情況下這個(gè)選項(xiàng)的數(shù)值為1?024的整數(shù)倍并且大于1 MB
一般情況下這個(gè)值（-Xmx）與最小堆內(nèi)存（minimum heap size –Xms）相同，以降低垃圾回收的頻度
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取消垃圾回收
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-Xnoclassgc
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這個(gè)選項(xiàng)用來(lái)取消系統(tǒng)對(duì)特定類的垃圾回收。它可以防止當(dāng)這個(gè)類的所有引用丟失之后，這個(gè)類仍被引用時(shí)不會(huì)再一次被重新裝載，因此這個(gè)選項(xiàng)將增大系統(tǒng)堆內(nèi)存的空間
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設(shè)置棧內(nèi)存的大小
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-Xss
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這個(gè)選項(xiàng)用來(lái)控制本地線程棧的大小，當(dāng)這個(gè)選項(xiàng)被設(shè)置的較大（>2MB）時(shí)將會(huì)在很大程度上降低系統(tǒng)的性能。因此在設(shè)置這個(gè)值時(shí)應(yīng)該格外小心，調(diào)整后要注意觀察系統(tǒng)的性能，不斷調(diào)整以期達(dá)到最優(yōu)
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根據(jù)表2-1中所描述的參數(shù)意義，我們可以在啟動(dòng)應(yīng)用時(shí)為JVM設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)值以提高系統(tǒng)的性能，例如下面的例子：
java -XX:NewSize=128m -XX:MaxNewSize=128m -XX:SurvivorRatio=8? -Xms512m
-Xmx512m MyApplication
類文件（.class）的大小
由Java源文件.java文件編譯成JVM 可解釋執(zhí)行的Java字節(jié)文件.class。因所采用的編譯方式的不同而大小也不同。通常.class文件的大小也存在是否占用較大內(nèi)存的問(wèn)題。通過(guò)降 低.class文件的大小，不但可以降低系統(tǒng)內(nèi)存的開(kāi)銷，還可以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷，雖然這部分內(nèi)容與JVM內(nèi)存管理聯(lián)系不大，但是我覺(jué)得還是有必要提一下，因 為這在你開(kāi)發(fā)Applet應(yīng)用時(shí)會(huì)有幫助（注：在本書(shū)后續(xù)的章節(jié)中，將會(huì)對(duì)如何減小Java類尺寸的技術(shù)話題做更為深入的探討）。因?yàn)橐话銇?lái)說(shuō)， Applet應(yīng)用都是靠網(wǎng)絡(luò)分布式傳輸由客戶端瀏覽器裝載運(yùn)行的，如果類文件較大，無(wú)疑將會(huì)增大網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷，降低傳輸速度無(wú)法滿足用戶的需求，并且如果類文件較大，無(wú)疑也會(huì)消耗客戶端內(nèi)存資源。我們可以通過(guò)在Java編譯器javac中添加相應(yīng)的參數(shù)，來(lái)縮小類文件的大小，解決上面的問(wèn)題。
通常有三種編譯方式會(huì)影響類文件的大小。
（1）默認(rèn)編譯方式：? javac ??A.java。
（2）調(diào)試編譯方式：? javac ?–g A.java。
（3）代碼編譯方式：? javac ?–g:none A.java。
例如如下所示的簡(jiǎn)單的類A：
public class A {
? ?????public static void main(String args[]) {
? ????????for (int i =0 ;i < 100000;++i) {
?? ???????A a = new A();
?? ???????}
?? ????}
}
通過(guò)上面這三種方式編譯后的類文件的大小分別為：
默認(rèn)編譯方式：291字節(jié)。
調(diào)試編譯方式：422字節(jié)。
代碼編譯方式：207字節(jié)。
采用三種不同的方式，編譯產(chǎn)生的類文件的大小差異非常大，這是什么原因?qū)е碌哪兀吭瓉?lái)在于.class文件中包含多個(gè)不同的部分或?qū)傩浴?span lang="EN-US">
代碼（Code）屬性包含實(shí)際的方法字節(jié)碼。 源文件信息（SourceFile Information）包含用于生成.class的源文件名稱。代碼行序號(hào)表（LineNumberTable）用來(lái)映射源文件中的代碼行序號(hào)與字節(jié)碼 文件中的序號(hào)偏移。本地變量表（LocalVariableTable）用來(lái)映射本地變量與棧楨的偏移。
&
注意? 如果你想了解字節(jié)碼文件.class的文件結(jié)構(gòu)詳細(xì)信息，請(qǐng)參考相關(guān)的技術(shù)資料，這里就不詳細(xì)講解了。
正是由于上面這三種編譯方式生成的類文件所包含的信息不同，才導(dǎo)致了類文件的大小差異較大，其包含的信息分別如下所示。
默認(rèn)編譯方式：代碼（Code）、源文件信息（SourceFile Information）、代碼行序號(hào)表（LineNumberTable）。
調(diào)試編譯方式：代碼（Code）、源文件信息（SourceFile Information）、代碼行序號(hào)表（LineNumberTable）、本地變量表（LocalVariableTable）。
代碼編譯方式：代碼（Code）。
這就是三種編譯方式產(chǎn)生類文件大小不同的根本原因。而這三種編譯方式在程序開(kāi)發(fā)的不同階段卻都起著非常重要的作用，例如，調(diào)試編譯方式在程序的調(diào)試開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)采用，以獲取更為詳細(xì)的調(diào)試信息。因此具體應(yīng)用上面的三種編譯方式中的哪一種，應(yīng)該適時(shí)而定。
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