启动Spring Boot时,如果不设置内存参数会如何?

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2021-04-03 20:59

前言

最近正在进行从Spring Boot往Spring Cloud上改造升级。之前部署的应用程序比较少,还没什么问题。当Spring Cloud项目逐步新增之后,问题就爆发了,服务器内存不够用了。而现有的用户体量也没必要对服务器再次进行升级,于是就开始着手Spring Boot启动时JVM内存配置的优化。

服务现状

由于之前服务比较少,服务器资源充足,许多服务启动时都未添加JVM参数(遗留问题)。结果就是每个服务启动都占用了1.5G-2G的内存,有些服务的体量根本用不了这么多。那么,在Spring Boot中如果未设置JVM内存参数时,JVM内存是如何配置的呢?

JVM默认内存设置

当运行一个Spring Boot项目时,如果未设置JVM内存参数,Spring Boot默认会采用JVM自身默认的配置策略。在资源比较充足的情况下,开发者倒是不太用关心内存的设置。但一旦涉及到资源不足,JVM优化,那么就需要了解默认的JVM内存配置策略。

关于JVM内存最常见的设置为初始堆大小(-Xms)和最大堆内存(-Xmx)。很多人懒得去设置,而是采用JVM的默认值。特别是在开发环境下,如果启动的微服务比较多,内存会被撑爆。

而JVM默认内存配置策略分两种场景,大内存空间场景和小内存空间场景(小于192M)。

以4GB内存为例,初始堆内存大小和最大堆内存大小如下图:

默认情况下,最大堆内存占用物理内存的1/4,如果应用程序超过该上限,则会抛出OutOfMemoryError异常。初始堆内存大小为物理内存的1/64。

如果应用程序运行在手机上或物理内存小于192M时,JVM默认的初始堆内存大小和最大堆内存大小如下图:

最大堆内存为物理内存的1/2,初始堆内存大小为物理内存的1/64,但当初始堆内存最小为8MB,则为8MB。

默认空余堆内存小于40%时,JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制;空余堆内存大于70%时,JVM会减少堆到 -Xms的最小限制。因此,服务器一般设置-Xms、-Xmx相等以避免在每次GC后调整堆的大小。对象的堆内存由称为垃圾回收器的自动内存管理系统回收。

其中最大堆内存是JVM使用内存的上限,实际运行过程中使用多少便是多少。默认,分配给年轻代的最大空间量是堆总大小的三分之一。

针对最开始的问题,如果每个程序都按照默认配置启动,一台服务器上部署多个应用时,就会出现内存吃紧的情况,造成一定的浪费。最简单的操作就是在执行java -jar启动时添加上对应的jvm内存设置参数。

java -Xms64m -Xmx128m -jar xxx.jar

切记参数要防止-jar参数之前。否则会被当做系统参数而无效。

当然在排查JVM的使用情况时,还会用到以下相关操作。

查看系统默认内存设置

通过上面的描述我们可以看到,不同的系统配置,JVM使用的内存是不同的。我们可以通过Java命令自带的功能来查看默认的内存设置。

在Linux操作系统下,输入如下命令:

java -XX:+PrintFlagsFinal -version | grep HeapSize

在Windows操作系统下,输入如下命令:

java -XX:+PrintFlagsFinal -version | findstr HeapSize

查看运行时内存情况

当应用程序运行时,如果我们想查看程序的运行情况,可通过以下几种方式来查询不同维度的数据。

查看正在运行的jvm服务

可以通过jps命令查看正在运行的jvm服务。

appledeMacBook-Pro:~ apple$ jps51972 EurekaApplication51973 Launcher51976 Jps

其中前面的数字为进程号。

查看某进程的JVM情况

可以使用jstat命令查询具体进程的GC情况。

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是进程号,5000为刷新时间。

对应数据项的含义:

S0C:年轻代中第一个survivor(幸存区)的容量 (字节) 

S1C:年轻代中第二个survivor(幸存区)的容量 (字节) 

S0U:年轻代中第一个survivor(幸存区)目前已使用空间 (字节) 

S1U:年轻代中第二个survivor(幸存区)目前已使用空间 (字节) 

EC:年轻代中Eden(伊甸园)的容量 (字节) 

EU:年轻代中Eden(伊甸园)目前已使用空间 (字节) 

OC:Old代的容量 (字节) 

OU:Old代目前已使用空间 (字节)

YGC:从应用程序启动到采样时年轻代中gc次数 

YGCT:从应用程序启动到采样时年轻代中gc所用时间(s) 

FGC:从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc次数 

FGCT:从应用程序启动到采样时old代(全gc)gc所用时间(s) 

GCT:从应用程序启动到采样时gc用的总时间(s) 


查看堆栈使用情况

通过jmap命令来查看堆栈的使用情况。

[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.

关于具体参数就不在这里解释了。

小结

项目中往往一些被忽视的问题,深究起来,排查起来,反而能串联起来一系列的知识点和技能,或许这就是深入思考与探索的魅力所在。你在项目的使用过程中是否也遇到类似的问题,是否也深入探究过么?


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