通過理解和使用JVM和JVM參數(shù)，開發(fā)人員和最終用戶都可以診斷故障并改進Java應(yīng)用程序的性能。

當你編寫源代碼時，你是在編寫供人類閱讀的代碼。在代碼被編譯成機器語言之前，計算機不能執(zhí)行源代碼。機器語言是一個通用術(shù)語，指的是特定機器所需的任意數(shù)量的語言。通常，如果在Linux上編譯代碼，它就在Linux上運行，如果在Windows上編譯代碼，它就在Windows上運行，以此類推。然而，Java是不同的。它并不以某種真正的機器為目標。它的目標是Java虛擬機(JVM)，因此它可以在任何機器上運行。

Java源代碼被編譯成字節(jié)碼，由安裝在計算機上的JVM運行。JVM是一個執(zhí)行引擎，但它不是一個你通常直接與之交互的引擎。它安靜地運行，處理Java字節(jié)碼。大多數(shù)人不需要考慮甚至不需要了解JVM，但是了解JVM的工作原理對調(diào)試和優(yōu)化Java代碼是很有用的。例如:

• 生產(chǎn)環(huán)境中，你可能會發(fā)現(xiàn)已部署的應(yīng)用程序需要性能提升。
• 如果編寫的應(yīng)用程序出現(xiàn)問題，開發(fā)人員和最終用戶都可以選擇調(diào)試該問題。
• 你是否希望了解用于開發(fā)或運行Java應(yīng)用程序的Java開發(fā)工具包(JDK)的詳細信息，可以通過查詢JVM獲得這些詳細信息

本文介紹了一些基本的JVM參數(shù)，希望可以在這些場景中提供幫助……

JVM、JDK和JRE之間的區(qū)別是什么?

Java有很多J首字母縮略詞，包括JVM、JDK和JRE。

• Java開發(fā)者工具包（JDK）可供需要在代碼中使用開發(fā)庫的程序員使用。
• Java運行時環(huán)境(JRE)是由想要運行Java應(yīng)用程序的人所使用的。
• Java虛擬機(JVM)是運行Java字節(jié)碼的組件。

JDK包含JRE和JVM，但是一些Java發(fā)行版提供了包含JRE(包括JVM)的替代下載。

Java是開源的，所以會有不同的公司構(gòu)建和發(fā)行不同版本的JDK。你可以在系統(tǒng)上安裝多個JDK，當你正在處理或使用不同的Java項目（其中一些可能使用舊的JDK）時，這會很有幫助。

要列出Linux系統(tǒng)上的JDK，你可以使用alternatives命令：

$ alternatives --config java  
There are 2 programs that provide java.  
Selection Command  
-----------------------------------------------  
*+ 1 java-11-openjdk.x86_64 (/usr/lib/jvm/java-11-openjdk-11.0.13.0.8-2.fc35.x86_64/bin/java)  
2 java-1.8.0-openjdk.x86_64 (/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-1.8.0.312.b07-2.fc35.x86_64/jre/bin/java)  
Enter to keep the current selection[+], or type selection number: 

要在可用的JDK之間切換，請再次執(zhí)行以下命令：

$ sudo alternatives --config java 

另一個選擇是使用SDKMan，它可以幫助你下載、更新和管理系統(tǒng)上的JDK。

什么是JVM調(diào)優(yōu)?

JVM調(diào)優(yōu)是調(diào)整JVM參數(shù)以提高Java應(yīng)用程序性能的過程。它還有助于診斷應(yīng)用程序故障。

一般來說，在調(diào)優(yōu)之前考慮這些要點是很重要的：

• 成本：有時候，改進運行代碼的硬件可以提高應(yīng)用程序的性能。這似乎是一種“欺騙”，但請考慮你愿意花多少時間來調(diào)優(yōu)JVM參數(shù)。有時，應(yīng)用程序需要更多的內(nèi)存來執(zhí)行所需的操作，任何軟件優(yōu)化都無法改變這一點。
• 預(yù)期結(jié)果：長期來看，穩(wěn)定比性能更重要。如果調(diào)優(yōu)影響穩(wěn)定性，那么明智地選擇調(diào)優(yōu)參數(shù)可能會更好。
• 底層問題：有時，問題可能是主機操作系統(tǒng)的底層問題。在調(diào)優(yōu)JVM之前，請確保JVM的平臺按預(yù)期工作。
• 內(nèi)存泄漏：如果你發(fā)現(xiàn)自己在使用垃圾收集(GC)調(diào)優(yōu)參數(shù)，那么可能存在需要在應(yīng)用程序代碼中修復(fù)的內(nèi)存泄漏。

JVM參數(shù)類型

JVM參數(shù)分為三類：標準參數(shù)、非標準參數(shù)和高級選項。

標準參數(shù)

所有JVM實現(xiàn)都支持標準參數(shù)。在終端中運行'java'命令查看標準參數(shù)列表。

$ java  
Usage: java [options] <mainclass> [args...]  
To specify an argument for a long option, you can use --<name>=<value> or  
--<name> <value>.  

這些都是包含在任意JVM中的標準參數(shù)，你可以在使用任何命令行選項時安全地使用它們。例如，為了驗證配置的命令參數(shù)，創(chuàng)建一個VM并在不執(zhí)行主類的情況下加載一個主類，使用以下命令：

$ java --dry-run <classfile> 

非標準參數(shù)

非標準參數(shù)以-X開頭。它們用于通用用途，并且特定于JVM的特定實現(xiàn)。列出這些選項：

$ java -X  
-Xbatch disable background compilation  
-Xbootclasspath/a:<directories and zip/jar files separated by :>  
append to end of bootstrap class path  
-Xinternalversion  
displays more detailed JVM version information than the  
-version option  
-Xloggc:<file> log GC status to a file with time stamps  
[...] 

這些額外的參數(shù)可以在沒有通知的情況下更改，并且不是所有的JVM實現(xiàn)都支持這些參數(shù)。由Microsoft構(gòu)建的JVM可能與由Red Hat構(gòu)建的JVM有不同的參數(shù)，等等。

要獲取詳細的JVM版本信息，請使用以下命令：

$ java -Xinternalversion --version  
OpenJDK 64-Bit Server VM (11.0.13+8) for linux-amd64 JRE (11.0.13+8), built on Nov 8 2021 00:00:00 by "mockbuild" with gcc 11.2.1 20210728 (Red Hat 11.2.1-1)  

要獲取屬性設(shè)置，請使用：

 java -XshowSettings:properties --version

高級選項

這些選項不是臨時使用的，而是用于調(diào)整Hotspot VM的特定區(qū)域。這些參數(shù)可能會發(fā)生變化，并且不能保證所有JVM實現(xiàn)都會支持它。

這些參數(shù)以-XX開頭。要列出這些參數(shù)，請使用以下命令：

$ java -XX:+UnlockDiagnosticVMOptions -XX:+PrintFlagsFinal -version

例如，要跟蹤類的加載，可以使用下面的命令：

$ java -XX:+TraceClassLoading Hello

Hello.java如下：

$ cat Hello. java  
public class Hello {  
} 

你可能面臨的另一個常見問題是OOM(內(nèi)存不足)錯誤，這可能在沒有太多調(diào)試信息的情況下發(fā)生。要解決這樣的問題，你可以使用調(diào)試選項                                            -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError，它會創(chuàng)建一個包含調(diào)試信息的.hprof文件。

$ cat TestClass. java  
import java.util.ArrayList;  
import java.util.List;  
public class TestClass {  
}  
$ Javac TestClass.java  
$ java -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -Xms10m -Xmx1g TestClass  
java.lang.OutOfMemoryError: java heap space  
Dumping heap to java_pid444496.hprof ...  
Heap dump file created [1018925828 bytes in 1.442 secs]  
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: java heap space  
at TestClass.main(TestClass.Java:8)

有一些工具可以查看這個.hprof文件，以了解哪里出了問題。

結(jié)語

通過理解和使用JVM和JVM參數(shù)，開發(fā)人員和最終用戶都可以診斷故障并改進Java應(yīng)用程序的性能。下次使用Java時，可以花些時間看看可供選擇的選項。

譯者介紹

盧鑫旺，51CTO社區(qū)編輯，半路出家的九零后程序員。做過前端頁面，寫過業(yè)務(wù)接口，搞過爬蟲，研究過JS，有幸接觸Golang，參與微服務(wù)架構(gòu)轉(zhuǎn)型。目前主寫Java，負責公司可定制化低代碼平臺的數(shù)據(jù)引擎層設(shè)計開發(fā)工作。

原文標題：??A guide to JVM parameters for Java developers??，作者：Jayashree Huttanagoudar