Java虚拟机-启动参数详解

java命令用于启动JVM虚拟机。Java启动参数分为3种:

1. 标准参数: 所有的JVM实现都必须实现这些参数的功能，而且向后兼容。JVM的标准参数都是以”-“开头。
2. 非标准参数: 默认JVM(HotSpot虚拟机)实现这些参数的功能，但是并不保证所有jvm实现都满足，且不保证向后兼容.JVM的非标准参数都是以”-x“开头。
3. 非stable参数：此类参数通常具有特定的系统要求，并且可能需要对系统配置参数的特权访问。各个jvm实现会有所不同，将来可能会随时取消，需要慎重使用。JVM的非stable参数都是以”-xx“开头。

JVM 标准参数

查看参数方式: java -help 或者是java -?。以下是JVM标准参数的详细介绍:

1. -server: 选择使用 Java HotSpot Server VM³。特点是启动速度比较慢，但运行时性能和内存管理效率很高，适用于生产环境。在具有64位能力的jdk环境下将默认启用该模式，而忽略-client参数。

X = default VM
— = client VM not provided for this platform

2. -client: 选择使用 Java HotSpot Client VM。设置jvm使用client模式，特点是启动速度比较快，但运行时性能和内存管理效率不高。在具有64位能力的jdk环境下将忽略-client参数。
3. -agentlib：libname[=options]: 用于装载本机代理库；其中libname为本地代理库文件名，默认搜索路径为环境变量PATH中的路径，options为传给本地库启动时的参数，多个参数之间用逗号分隔。在Windows平台上jvm搜索本地库名为libname.dll的文件，在linux上jvm搜索本地库名为libname.so的文件，搜索路径环境变量在不同系统上有所不同，比如Solaries上就默认搜索LD_LIBRARY_PATH。
   • 比如：-agentlib:hprof ; 用来获取jvm的运行情况，包括CPU、内存、线程等的运行数据，并可输出到指定文件中。每隔 20 毫秒获取一次示例 CPU 信息，堆栈深度为 3：-agentlib:hprof=cpu=samples,interval=20,depth=3
   • 加载 Java 调试线路协议 （JDWP） 库并侦听端口 8000 上的套接字连接，从而在主类加载之前挂起 JVM：-agentlib:jdwp=transport=dt_socket,server=y,address=8000
   • 详细信息，请参阅以下内容：
     • java.lang.instrument软件包描述⁴
     • JVM Tools Interface guide ⁵
4. -agentpath:pathname[=options]: 按全路径装载本地代理库，不再搜索PATH中的路径；其他功能和agentlib相同。
5. -Dproperty=value: 设置系统属性名/值对，运行在此jvm之上的应用程序可用 System.getProperty("property")得到value的值。如果value中有空格，则需要用双引号将该值括起来-Dfoo="foo bar"。
6. -disableassertions[:[packagename]...|:classname] 或者 -da[:[packagename]...|:classname]: 禁用断言。默认所有包都禁用。当不带参数时，会关闭所有包和类的断言(注意系统class除外)。如果参数是包名带有...，那么会禁用指定包和所有子包的断言。如果参数只有...,那么会禁用当前工作目录下包的所有断言，如果参数是某个类型，那么会禁用当前类的断言。
7. -disablesystemassertions 或 -dsa: 禁用所有系统类(没有对应的classLoader)的断言。
8. -enableassertions[:[packagename]...|:classname] 或-ea[:[packagename]...|:classname]: 开启断言。默认所有断言是关闭的。当不带参数时，会开启所有包和类的断言(注意系统class除外)。如果参数是包名带有...，那么会开启指定包和所有子包的断言。如果参数只有...,那么会开启当前工作目录下包的所有断言，如果参数是某个类型，那么会开启当前类的断言。
9. -enablesystemassertions或-esa: 开启所有系统类(没有对应的classLoader)的断言。
10. -jar filename: 执行封装在 JAR 文件中的程序。filename参数是 JAR 文件的名称，jar里面manifest文件中的 Main-Class:classname属性定义了程序的入口类。使用该选项时，指定的 JAR 文件是所有用户类的源，其他类路径设置将被忽略。如果当前Jar包还有其他外部依赖。需要在manifest文件中添加Class-Path: baz.jar属性，来定义classpath。
11. -javaagent:jarpath[=options]加载指定的 Java agent。参考 java.lang.instrument软件包描述⁴。
12. -classpath classpath或者-cp classpath告知jvm类搜索目录名、jar文档名、zip文档名，之间用分号;分隔；使用-classpath后jvm将不再使用CLASSPATH中的类搜索路径，如果-classpath和CLASSPATH都没有设置，则jvm使用当前路径(.)作为类搜索路径。jvm搜索类的方式和顺序为：Bootstrap，Extension，User。
    • Bootstrap中的路径是jvm自带的jar或zip文件，jvm首先搜索这些包文件，用System.getProperty(“sun.boot.class.path”)可得到搜索路径。
    • Extension是位于JRE_HOME/lib/ext目录下的jar文件，jvm在搜索完Bootstrap后就搜索该目录下的jar文件，用System.getProperty(“java.ext.dirs”)可得到搜索路径。
    • User搜索顺序为当前路径.、CLASSPATH、-classpath，jvm最后搜索这些目录，用System.getProperty(“java.class.path”)可得到搜索路径。
13. -verbose:class: 打印类加载信息
14. -verbose:gc: 打印GC信息
15. -verbose:jni: 打印JNI本地方法调用信息。

JVM非标准参数

通过java -X可以输出非标准参数列表.非标准参数又称为扩展参数:

• -Xint: 设置jvm以解释模式运行，所有的字节码将被直接执行，而不会编译成本地码。
• -Xbatch:关闭后台代码编译，强制在前台编译，编译完成之后才能进行代码执行；默认情况下，jvm在后台进行编译，若没有编译完成，则前台运行代码时以解释模式运行。
• -Xbootclasspath:bootclasspath: 让jvm从指定路径（可以是分号分隔的目录、jar、或者zip）中加载bootclass，用来替换jdk的rt.jar；若非必要，一般不会用到；
• -Xbootclasspath/a:path: 将指定路径的所有文件追加到默认bootstrap路径中；
• -Xbootclasspath/p:path:让jvm优先于bootstrap默认路径加载指定路径的所有文件；
• -Xcheck:jni: 对JNI函数进行附加check；此时jvm将校验传递给JNI函数参数的合法性，在本地代码中遇到非法数据时，jmv将报一个致命错误而终止；使用该参数后将造成性能下降，请慎用。
• -Xfuture: 让jvm对类文件执行严格的格式检查（默认jvm不进行严格格式检查），以符合类文件格式规范，推荐开发人员使用该参数。
• -Xmixed: 混合模式执行（默认）.用解释器执行所有字节码，但热方法除外，热方法被编译为本机代码。
• -Xnoclassgc: 关闭针对class的gc功能；因为其阻止内存回收，所以可能会导致OutOfMemoryError错误，慎用；
• -Xincgc: 开启增量gc（默认为关闭）；这有助于减少长时间GC时应用程序出现的停顿；但由于可能和应用程序并发执行，所以会降低CPU对应用的处理能力。
• -Xloggc:<file>: 与-verbose:gc功能类似，只是将每次GC事件的相关情况记录到一个文件中，文件的位置最好在本地，以避免网络的潜在问题。若与verbose命令同时出现在命令行中，则以-Xloggc为准。
• -Xmn: 设置年轻代的初始和最大大小。建议将年轻代的规模保持在整体堆大小的一半到四分之一之间.
• -Xms: 指定jvm堆的初始大小，默认为物理内存的1/64，最小为1M；可以指定单位，比如k、m，若不指定，则默认为字节。如果未设置此选项，则初始大小将设置为为老年代和年轻代分的大小之和。可以使用选项-Xmn-XX:NewSize设置年轻代的堆的初始大小。注意，-Xms-XX:InitalHeapSize选项还可用于设置初始堆大小。如果它出现在命令行之后，则初始堆大小将设置为用-Xms-XX:InitalHeapSize指定的值。
• -Xmx: 指定jvm堆的最大值，默认为物理内存的1/4或者1G，最小为2M；单位与-Xms一致。对于服务器部署，-Xms和-Xmx通常设置为相同的值。该选项等效于-Xmx-XX:MaxHeapSize.
• -Xss: 设置单个线程栈的大小，一般默认为512k。
• -Xprof: 输出 cpu 配置文件数据，不要在生产系统中使用。
• -Xcomp: 强制在第一次调用时编译方法。默认情况下，客户端VM执行 1，000 次解释型方法调用，服务器VM执行10000次解释型方法调用，虚拟机会即时编译方法。指定该选项将禁用解释方法调用，从而以牺牲效率为代价来提高编译性能。还可以在编译之前使用该选项-XX:CompileThreshold 修改解释方法调用的触发次数。
• -Xrs: 减少jvm对操作系统信号（signals）的使用，该参数从1.3.1开始有效；从jdk1.3.0开始，jvm允许程序在关闭之前还可以执行一些代码（比如关闭数据库的连接池），即使jvm被突然终止；jvm关闭工具通过监控控制台的相关事件而满足以上的功能；更确切的说，通知在关闭工具执行之前，先注册控制台的控制handler，然后对CTRL_C_EVENT, CTRL_CLOSE_EVENT, CTRL_LOGOFF_EVENT, and CTRL_SHUTDOWN_EVENT这几类事件直接返回true。JVM 使用类似的机制来实现转储线程堆栈的功能以进行调试。CTRL_BREAK_EVENT 用于执行线程转储。但如果jvm以服务的形式在后台运行（比如servlet引擎），他能接收CTRL_LOGOFF_EVENT事件，但此时并不需要初始化关闭程序；为了避免类似冲突的再次出现，从jdk1.3.1开始提供-Xrs参数；当此参数被设置之后，jvm将不接收控制台的控制handler，也就是说他不监控和处理CTRL_C_EVENT, CTRL_CLOSE_EVENT, CTRL_LOGOFF_EVENT, or CTRL_SHUTDOWN_EVENT事件。指定-Xrs有两个后果：Ctrl + Break 线程转储不可用。用户代码负责唤起关闭hook，例如，在 JVM 终止时调用。System.exit().

JVM GC 日志

## 日志内容
-XX:+PrintGCDateStamps
-XX:+PrintGCTimeStamps
-XX:+PrintGCDetails
-XX:+PrintGCCause
-XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime
-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime
-XX:+PrintReferenceGC
-XX:+PrintClassHistogramAfterFullGC
-XX:+PrintClassHistogramBeforeFullGC
-XX:PrintFLSStatistics=2
-XX:+PrintAdaptiveSizePolicy
-XX:+PrintSafepointStatistics
-XX:PrintSafepointStatisticsCount=1

## GC日志输出的文件路径
-Xloggc:/path/to/gc-%t.log
## 开启日志文件分割
-XX:+UseGCLogFileRotation 
## 最多分割几个文件，超过之后从头开始写
-XX:NumberOfGCLogFiles=14
## 每个文件上限大小，超过就触发分割
-XX:GCLogFileSize=100M

JVM 日志

JVM日志(Since Java 9)有助于了解应用程序如何工作。我们可以使用-Xlog选项设置JVM日志。

java -Xlog:
    codecache+sweep*=trace,
    class+unload,
    class+load,
    os+thread,
    safepoint,
    gc*,
    gc+stringdedup=debug,
    gc+ergo=trace,
    gc+age=trace,
    gc+phases=trace,
    gc+humongous=trace,
    jit+compilation=debug
:file=/path_to_logs/app.log
:time,level,tags,tid
:filesize=104857600,filecount=5

使用 java -Xlog:help 可以print可用选项。此处就不展开介绍。

JVM非Stable参数

设置参数的方法如下：

• -XX:+<option> 启用选项
• -XX:-<option>不启用选项
• -XX:<option>=<number>
• -XX:<option>=<string>

打印参数的几个参数设置:

由于非State参数非常的多，因此这里就不列出所有参数进行讲解。只介绍我们比较常用的。

解锁参数

内存参数

metaspace

MinMetaspaceExpansion/MaxMetaspaceExpansion 每次分配只会给对应的线程一次扩展触发metaspace GC阈值的机会，如果扩展了，但是还不能分配，那就只能等着做GC了。

GC参数

GC 垃圾回收器

GC分代参数

Crash

垃圾回收器选项

即时编译

多线程参数

性能参数

验证参数

OOM

调试参数

+UnlockDiagnosticVMOptions

开启UnlockDiagnosticVMOptions下的参数

java相关信息

## 显示系统配置
java -XshowSettings:system -version

## 显示JVM 设置。
java -XshowSettings:vm -version

## 显示与系统属性相关的设置。
java -XshowSettings:properties -version

## 显示区域设置
java -XshowSettings:locale -version

## 显示所有设置
java -XshowSettings:all -version

## 打印所有jvm 配置(PrintFlagsFinal只显示可以调整的)
java -XX:+PrintFlagsFinal -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+UnlockExperimentalVMOptions -version

jinfo

在很多情况下，Java 应用程序不会指定所有的 Java 虚拟机参数。而此时，开发人员可能不知道某一个具体的 Java 虚拟机参数的默认值。在这种情况下，可能需要通过查找文档获取某个参数的默认值。这个查找过程可能是非常艰难的。但有了 jinfo 工具，开发人员可以很方便地找到 Java 虚拟机参数的当前值，此外jinfo还支持动态修改虚拟机参数(只有被标记为 manageable 的参数才可以被动态修改)。

基本使用语法为：jinfo [options] pid

例如在频繁fullgc时:

1. 通过jps获得java程序的pid

2. 调用jinfo命令设置JVM参数:

$ jinfo -flag +HeapDumpBeforeFullGC $pid
$ jinfo -flag +HeapDumpAfterFullGC $pid

下次发生fullgc时就会生成dump文件，dump文件取到后我们就可以清除原来设置的参数：

$ jinfo -flag -HeapDumpBeforeFullGC $pid
$ jinfo -flag -HeapDumpAfterFullGC $pid

jvm option 工具

• JVMOptionsExplorer 网站

• JVM Options

参考

• [1] Java7 HotSpot VM Options

• [2] Java8 java命令官方文档

• [3] Java8 默认虚拟机

• [4] java.lang.instrument软件包描述

• [5] JVM Tools Interface guide

• [6] Java Platform, Standard Edition HotSpot Virtual Machine Garbage Collection Tuning Guide