一、前言

对于32位为操作系统，每个进程最大内存使用空间为2³² =4096MB，也就是理论上每个进程可使用的最大内存为4G,但是操作系统本身内核需要占用一半左右空间，所以jvm最大支持2G内存（实际达不到，根据具体系统实际占用使用情况而定，如我自己系统现在最大只能1.4G,如下图1-1所示），对于64位系统最大内存使用空间可到达16384PB，所以JVM可使用内存大小无上限

(图1-1)

二、案例配置

1.对于高性能数据处理参数配置方案

服务器配置：4G MEM ，2CPU, JDK 1.6.X

参数配置：  -server  -XX:PermSize=196m  -XX:MaxPermSize=196m  -Xmn320m  -Xms768m  -Xmx1024m

解释说明：

[-XX:PermSize=196m -XX:MaxPermSize=196m]配置方法区大小（默认最小值为16MB,最大值为64MB），对于数据处理需要静态化大量数据及变量到这个区域，这个区域又称持久代，主要存放了要加载的信息（名称、修饰符等）、类中的静态变量、类中定义的final类型的常量、类中的Field信息、类中的方法信息，当方法区域超过允许大小是会抛出OutOfMemory的错误信息

[-Xmn320m] 或者设置-XX:NewSize=320m,设置年轻代威整个堆3/8原则，整个堆大小=年轻代大小+年老代大小+持久代大小；增加年轻代大小就等于减少年老代大小

[-Xms768m -Xmx1024m]根据系统情况设置堆内存大小；-Xms为jvm启动最小的内存，默认是物理内存的1/64小于1G,-Xmx为最大内存设置，默认是物理内存的1/4小于1G

2.高并发请求Web应用参数配置方案

服务器配置：8G MEM，8 CPU, JDK 1.6.X

参数配置：-server -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn1256m -Xss128k -XX:SurvivorRatio=6 

-XX:MaxPermSize=256m   -XX:ParallelGCThreads=8 -XX:MaxTenuringThreshold=0 -XX:+UseConcMarkSweepGC

解释说明：

[-Xmx3550m -Xms3550m] Xmx 与 -Xms 相同以避免JVM反复重新申请内存。-Xmx 的大小约等于系统内存大小的一半，即充分利用系统资源，又给予系统安全运行的空间。

[-Xmn1256m] 设置年轻代大小m为1256MB。在整个堆内存大小确定的情况下，增大年轻代将会减小年老代，反之亦然。此值关系到JVM垃圾回收，对系统性能影响较大

[-Xss128k]设置较小的线程栈以支持创建更多的线程，支持海量访问，并提升系统性能,设置每个线程的栈大小。JDK5.0之前每个线程栈大小为256K,以后每个线程栈大小为1M。应当根据应用的线程所需内存大小进行调整。在相同物理内存下，减小这个值能生成更多的线程。但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的，不能无限生成，经验值在3000左右。需要注意的是：当这个值被设置的较大（例如>4MB）时,将会在很大程度上降低系统的性能

[-XX:SurvivorRatio=6] 默认是8,设置年轻代中Eden区与Survivor区的比值设置为6，则2个Survivor区与1个Eden区的比值为2:6，一个Survivor区占整个年轻代的1/8。

[-XX:ParallelGCThreads=8]  配置并行收集器的线程数，此值配置为与CPU核数相等，为8个并行收集器一起工作

[-XX:MaxTenuringThreshold=0]  设置对象最大存活时间，对象不再年轻代幸存区直接进入老年代，增加对象缓存时间，减少数据库查询同时，减轻了I/O压力

[-XX:+UseConcMarkSweepGC]   设置年老代并发回收，降低Full GC出现概率

3.  对并发吞吐量的性能优

参数配置：-server   -Xmx3800m -Xms3800m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20

解释说明：   

[-Xmx3800m -Xms3800m] 配置了最大Java Heap来充分利用系统内存。

[-Xmn2g] 创建足够大的青年代（可以并行被回收）充分利用系统内存，防止将短期对象复制到老年代。

[-Xss128] 减少默认最大的线程栈大小，提供更多的处理虚拟内存地址空间被进程使用。

[-XX:+UseParallelGC] 采用并行垃圾收集器对年青代的内存进行收集，提高效率。

[-XX:ParallelGCThreads=20]减少垃圾收集线程，默认是和服务器可支持的线程最大并发数相同，往往不需要配置到最大值。

4.  对老年代优化配置

参数配置： -server -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:+UseParallelGC -XX:ParallelGCThreads=20 -XX:+UseParallelOldGC

解释说明：

[-Xmx3550m -Xms3550m] 内存分配被减小，因为ParallelOldGC会增加对于Native Heap的需求，因此需要减小Java Heap来满足需求。 

[-XX:+UseParallelOldGC] 采用对于老年代并发收集的策略，可以提高收集效率。

5. 提高吞吐量，减少应用停顿时间

参数配置： -server   -Xmx3550m -Xms3550m -Xmn2g -Xss128k -XX:ParallelGCThreads=20             -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC -XX:SurvivorRatio=8   -XX:TargetSurvivorRatio=90                                        -XX:MaxTenuringThreshold=31

解释说明：

[-XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseParNewGC] 选择了并发标记交换收集器，它可以并发执行收集操作，降低应用停止时间，同时它也是并行处理模式，可以有效地利用多处理器的系统的多进程处理

[-XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxTenuringThreshold=31] 表示在青年代中Eden和Survivor比例，设置增加了Survivor的大小，越大的survivor空间可以允许短期对象尽量在年青代消亡。 

[-XX:TargetSurvivorRatio=90] 允许90%的空间被占用，超过默认的50%，提高对于survivor的使用率。

另：配置比较完整参见参数示例

-Xms4g -Xmx4g -Xmn1g -Xss512k -XX:MetaspaceSize=512m -XX:MaxMetaspaceSize=512m -XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly @b@-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75 -XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintHeapAtGC -XX:+PrintGCDateStamps -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError @b@-XX:HeapDumpPath=/home/tomcat/logs/tomcat/heapdump -verbose:gc -Xloggc:/home/tomcat/logs/tomcat/gc/gc$(date +%Y%m%d%H%M%S).log

三、补充说明

JVM的内存结构组成：方法区、堆、本地方法栈、PC寄存器及方法栈（如图3-1）

（图3-1）

堆区:

    1. 存储对象实例及数组集合，所有通过new创建的对象内存都分配在Heap上，对象所占的内存有GC进行回收

    2. 堆区(heap)被线程所共享，不存放基本类型和对象引用，只存放实例数据

    3.如下图3-2，堆内存由年轻代（New Generation）、年老代（Old Generation）、持久代（Permanent Generation）

    年轻代：分3个区，1个Eden区，2个Survivor区（from 和 to）、垃圾回收即 Young GC，其中Eden大小通过-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize参数来调整，Survivor是通过-XX:SurvivorRatio进行调整；-XX:NewRatio=4表示年轻代比年老代为1:4

    年老代：年轻代中经历了N次垃圾回收后仍然存活的对象，就会被复制到年老代，垃圾回收即 Full GC，年老代内存溢出：java.lang.OutOfMemoryError:Java heap space，通过-Xms和-Xmx来进行调整

持久代：存放静态类型数据，如 Java Class, Method 等，持久代内存溢出：java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space,通过通过-XX:PermSize及-XX:MaxPermSize来进行调节

（图3-2）

PC寄存器及方法栈:

    1.每个线程均会创建PC寄存器和自己独立的栈区，PC寄存器占用的是CPU寄存器或系统内存，栈中只保存原始类型数据和对象引用(不是对象)

    2.每个栈中的数据(原始类型和对象引用)都是私有的，其他栈不能访问，当方法运行完毕时，其对应的栈帧所占用的内存会自动释放。

    3.栈分为3个部分：基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)。

    4.当JVM方法栈空间不足时，会抛出StackOverflowError的错误，如下：

Exception in thread  "Thread-1"  java.lang.StackOverflowError

方法区:

    1.又叫静态区，也被线程共享。方法区存放了要加载类的信息（名称、修饰符等），具体包括定义的final类型的常量、类中的Field信息、类中的方法信息等

    2.见上文持久代部分

四、常见问题

1. 内存泄漏 - 是指分配内存垃圾回收器无法回收

2. 内存溢出 - 对象需申请的内存空间已超过系统配置范围