一、为什么需要JVM调优
想象一下，你开发了一个Java应用，上线后运行一段时间，发现响应越来越慢，甚至偶尔会卡死。这时候你打开监控系统，发现CPU和内存占用居高不下，GC（垃圾回收）频繁发生。这种情况大概率是JVM参数配置不合理导致的。
JVM调优的核心目标很简单：让应用跑得更快、更稳。通过调整参数，我们可以优化内存分配、减少GC停顿、提升吞吐量。但调优不是银弹，它需要结合具体业务场景，有针对性地调整。
二、JVM内存模型基础
在动手调优之前，得先搞清楚JVM的内存结构。简单来说，JVM内存分为以下几个区域：
- 堆（Heap）：存放对象实例，是GC的主战场。
- 方法区（Metaspace）：存放类信息、常量池等。
- 虚拟机栈（VM Stack）：线程私有，存放局部变量和方法调用。
- 本地方法栈（Native Method Stack）：调用本地方法时使用。
- 程序计数器（PC Register）：记录当前线程执行的位置。
其中，堆是最常需要调优的区域，因为它直接影响GC行为。堆又分为新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation），新生代进一步分为Eden区和两个Survivor区（From和To）。
三、关键JVM参数解析
1. 堆内存设置
- -Xms：初始堆大小，比如
-Xms512m表示初始堆512MB。 - -Xmx：最大堆大小，比如
-Xmx2048m表示最大堆2GB。
# 示例：启动一个Java应用，设置初始堆512MB，最大堆2GB
java -Xms512m -Xmx2048m -jar myapp.jar
注意：-Xms和-Xmx建议设为相同值，避免堆动态扩容带来的性能损耗。
2. 新生代与老年代比例
- -XX:NewRatio：新生代与老年代的比例，比如
-XX:NewRatio=2表示新生代占1/3，老年代占2/3。 - -XX:SurvivorRatio：Eden区与Survivor区的比例，比如
-XX:SurvivorRatio=8表示Eden占80%，每个Survivor占10%。
# 示例：设置新生代与老年代比例为1:2，Eden与Survivor比例为8:1
java -XX:NewRatio=2 -XX:SurvivorRatio=8 -jar myapp.jar
3. 垃圾回收器选择
JVM提供了多种垃圾回收器，常见的有：
- Serial GC：单线程GC，适合小应用。
- Parallel GC（默认）：多线程GC，注重吞吐量。
- CMS GC：低停顿GC，但已废弃。
- G1 GC：兼顾吞吐量和低停顿，JDK9+默认。
- ZGC：超低停顿，适合大堆应用。
# 示例：使用G1垃圾回收器
java -XX:+UseG1GC -jar myapp.jar
四、实战调优案例
假设我们有一个Spring Boot应用，部署在4核8G的服务器上，经常出现Full GC导致应用卡顿。以下是调优步骤：
1. 分析当前状态
先用jstat查看GC情况：
jstat -gc <pid> 1000 10 # 每1秒输出一次GC数据，共10次
如果发现FGC（Full GC次数）很高，说明老年代对象过多，可能是新生代太小或对象过早晋升。
2. 调整堆大小和比例
# 调优后的启动参数
java -Xms4g -Xmx4g -XX:NewRatio=1 -XX:SurvivorRatio=8 -XX:+UseG1GC -jar myapp.jar
-Xms4g -Xmx4g：固定堆大小4GB，避免动态调整。-XX:NewRatio=1：新生代和老年代各占一半。-XX:SurvivorRatio=8：Eden区占80%，Survivor区各占10%。
3. 监控调优效果
调优后再次用jstat观察，如果FGC明显减少，说明调优有效。如果问题依旧，可能需要进一步分析对象分配情况（比如用jmap导出堆转储文件）。
五、调优的注意事项
- 不要过度调优：调优前先确认瓶颈是否在JVM，可能是数据库或代码问题。
- 循序渐进：一次只调整一个参数，观察效果后再调整下一个。
- 关注监控：调优后必须持续监控，避免引入新问题。
- 版本差异：不同JDK版本的默认参数和GC行为可能不同。
六、总结
JVM调优是一门实践性很强的技术，需要结合监控工具和实际场景灵活调整。本文介绍了堆内存、GC选择等核心参数，并通过实战案例展示了调优过程。记住，调优没有标准答案，只有最适合当前场景的方案。
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