啟動(dòng)Spring Boot時(shí)，如果不設(shè)置內(nèi)存參數(shù)會(huì)如何？

前言

最近正在進(jìn)行從Spring Boot往Spring Cloud上改造升級(jí)。之前部署的應(yīng)用程序比較少，還沒什么問題。當(dāng)Spring Cloud項(xiàng)目逐步新增之后，問題就爆發(fā)了，服務(wù)器內(nèi)存不夠用了。而現(xiàn)有的用戶體量也沒必要對(duì)服務(wù)器再次進(jìn)行升級(jí)，于是就開始著手Spring Boot啟動(dòng)時(shí)JVM內(nèi)存配置的優(yōu)化。

服務(wù)現(xiàn)狀

由于之前服務(wù)比較少，服務(wù)器資源充足，許多服務(wù)啟動(dòng)時(shí)都未添加JVM參數(shù)（遺留問題）。結(jié)果就是每個(gè)服務(wù)啟動(dòng)都占用了1.5G-2G的內(nèi)存，有些服務(wù)的體量根本用不了這么多。那么，在Spring Boot中如果未設(shè)置JVM內(nèi)存參數(shù)時(shí)，JVM內(nèi)存是如何配置的呢？

JVM默認(rèn)內(nèi)存設(shè)置

當(dāng)運(yùn)行一個(gè)Spring Boot項(xiàng)目時(shí)，如果未設(shè)置JVM內(nèi)存參數(shù)，Spring Boot默認(rèn)會(huì)采用JVM自身默認(rèn)的配置策略。在資源比較充足的情況下，開發(fā)者倒是不太用關(guān)心內(nèi)存的設(shè)置。但一旦涉及到資源不足，JVM優(yōu)化，那么就需要了解默認(rèn)的JVM內(nèi)存配置策略。

關(guān)于JVM內(nèi)存最常見的設(shè)置為初始堆大小（-Xms）和最大堆內(nèi)存（-Xmx）。很多人懶得去設(shè)置，而是采用JVM的默認(rèn)值。特別是在開發(fā)環(huán)境下，如果啟動(dòng)的微服務(wù)比較多，內(nèi)存會(huì)被撐爆。

而JVM默認(rèn)內(nèi)存配置策略分兩種場(chǎng)景，大內(nèi)存空間場(chǎng)景和小內(nèi)存空間場(chǎng)景（小于192M）。

以4GB內(nèi)存為例，初始堆內(nèi)存大小和最大堆內(nèi)存大小如下圖：

默認(rèn)情況下，最大堆內(nèi)存占用物理內(nèi)存的1/4，如果應(yīng)用程序超過該上限，則會(huì)拋出OutOfMemoryError異常。初始堆內(nèi)存大小為物理內(nèi)存的1/64。

如果應(yīng)用程序運(yùn)行在手機(jī)上或物理內(nèi)存小于192M時(shí)，JVM默認(rèn)的初始堆內(nèi)存大小和最大堆內(nèi)存大小如下圖：

最大堆內(nèi)存為物理內(nèi)存的1/2，初始堆內(nèi)存大小為物理內(nèi)存的1/64，但當(dāng)初始堆內(nèi)存最小為8MB，則為8MB。

默認(rèn)空余堆內(nèi)存小于40%時(shí)，JVM就會(huì)增大堆直到-Xmx的最大限制；空余堆內(nèi)存大于70%時(shí)，JVM會(huì)減少堆到 -Xms的最小限制。因此，服務(wù)器一般設(shè)置-Xms、-Xmx相等以避免在每次GC后調(diào)整堆的大小。對(duì)象的堆內(nèi)存由稱為垃圾回收器的自動(dòng)內(nèi)存管理系統(tǒng)回收。

其中最大堆內(nèi)存是JVM使用內(nèi)存的上限，實(shí)際運(yùn)行過程中使用多少便是多少。默認(rèn)，分配給年輕代的最大空間量是堆總大小的三分之一。

針對(duì)最開始的問題，如果每個(gè)程序都按照默認(rèn)配置啟動(dòng)，一臺(tái)服務(wù)器上部署多個(gè)應(yīng)用時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存吃緊的情況，造成一定的浪費(fèi)。最簡(jiǎn)單的操作就是在執(zhí)行java -jar啟動(dòng)時(shí)添加上對(duì)應(yīng)的jvm內(nèi)存設(shè)置參數(shù)。

java -Xms64m -Xmx128m -jar xxx.jar

切記參數(shù)要防止-jar參數(shù)之前。否則會(huì)被當(dāng)做系統(tǒng)參數(shù)而無(wú)效。

當(dāng)然在排查JVM的使用情況時(shí)，還會(huì)用到以下相關(guān)操作。

查看系統(tǒng)默認(rèn)內(nèi)存設(shè)置

通過上面的描述我們可以看到，不同的系統(tǒng)配置，JVM使用的內(nèi)存是不同的。我們可以通過Java命令自帶的功能來(lái)查看默認(rèn)的內(nèi)存設(shè)置。

在Linux操作系統(tǒng)下，輸入如下命令：

java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep HeapSize

在Windows操作系統(tǒng)下，輸入如下命令：

java -XX:+PrintFlagsFinal -version | findstr HeapSize

查看運(yùn)行時(shí)內(nèi)存情況

當(dāng)應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)，如果我們想查看程序的運(yùn)行情況，可通過以下幾種方式來(lái)查詢不同維度的數(shù)據(jù)。

查看正在運(yùn)行的jvm服務(wù)

可以通過jps命令查看正在運(yùn)行的jvm服務(wù)。

appledeMacBook-Pro:~ apple$ jps51972 EurekaApplication51973 Launcher51976 Jps

其中前面的數(shù)字為進(jìn)程號(hào)。

查看某進(jìn)程的JVM情況

可以使用jstat命令查詢具體進(jìn)程的GC情況。

appledeMacBook-Pro:~ apple$ jstat -gc 51972 5000 S0C    S1C    S0U    S1U      EC       EU        OC         OU       MC     MU    CCSC   CCSU   YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT14336.0 14336.0  0.0   14312.7 145920.0 100055.3  175104.0   17500.2   52136.0 48999.3 7600.0 6958.7      9    0.058   2      0.050    0.10714336.0 14336.0  0.0   14312.7 145920.0 100055.3  175104.0   17500.2   52136.0 48999.3 7600.0 6958.7      9    0.058   2      0.050    0.10714336.0 14336.0  0.0   14312.7 145920.0 100055.3  175104.0   17500.2   52136.0 48999.3 7600.0 6958.7      9    0.058   2      0.050    0.107

其中51972是進(jìn)程號(hào)，5000為刷新時(shí)間。

對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)項(xiàng)的含義：

S0C：年輕代中第一個(gè)survivor（幸存區(qū)）的容量 (字節(jié)) 

S1C：年輕代中第二個(gè)survivor（幸存區(qū)）的容量 (字節(jié)) 

S0U：年輕代中第一個(gè)survivor（幸存區(qū)）目前已使用空間 (字節(jié)) 

S1U：年輕代中第二個(gè)survivor（幸存區(qū)）目前已使用空間 (字節(jié)) 

EC：年輕代中Eden（伊甸園）的容量 (字節(jié)) 

EU：年輕代中Eden（伊甸園）目前已使用空間 (字節(jié)) 

OC：Old代的容量 (字節(jié)) 

OU：Old代目前已使用空間 (字節(jié))

YGC：從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí)年輕代中g(shù)c次數(shù) 

YGCT：從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí)年輕代中g(shù)c所用時(shí)間(s) 

FGC：從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí)old代(全gc)gc次數(shù) 

FGCT：從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí)old代(全gc)gc所用時(shí)間(s) 

GCT：從應(yīng)用程序啟動(dòng)到采樣時(shí)gc用的總時(shí)間(s) 

查看堆棧使用情況

通過jmap命令來(lái)查看堆棧的使用情況。

[root@bjb ~]# jmap -heap 10471Attaching to process ID 10471, please wait...Debugger attached successfully.Server compiler detected.JVM version is 25.262-b10
using thread-local object allocation.Parallel GC with 2 thread(s)
Heap Configuration:   MinHeapFreeRatio         = 0   MaxHeapFreeRatio         = 100   MaxHeapSize              = 2051014656 (1956.0MB)   NewSize                  = 42991616 (41.0MB)   MaxNewSize               = 683671552 (652.0MB)   OldSize                  = 87031808 (83.0MB)   NewRatio                 = 2   SurvivorRatio            = 8   MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB)   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)   MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB   G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB)
Heap Usage:PS Young GenerationEden Space:   capacity = 342360064 (326.5MB)   used     = 128426952 (122.47748565673828MB)   free     = 213933112 (204.02251434326172MB)   37.51224675550943% usedFrom Space:   capacity = 4194304 (4.0MB)   used     = 3458288 (3.2980804443359375MB)   free     = 736016 (0.7019195556640625MB)   82.45201110839844% usedTo Space:   capacity = 4194304 (4.0MB)   used     = 0 (0.0MB)   free     = 4194304 (4.0MB)   0.0% usedPS Old Generation   capacity = 216006656 (206.0MB)   used     = 86142704 (82.15208435058594MB)   free     = 129863952 (123.84791564941406MB)   39.879652597371816% used
22325 interned Strings occupying 2361920 bytes.

關(guān)于具體參數(shù)就不在這里解釋了。

小結(jié)

項(xiàng)目中往往一些被忽視的問題，深究起來(lái)，排查起來(lái)，反而能串聯(lián)起來(lái)一系列的知識(shí)點(diǎn)和技能，或許這就是深入思考與探索的魅力所在。你在項(xiàng)目的使用過程中是否也遇到類似的問題，是否也深入探究過么？