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JVMオプション

-XXオプションについて、有効は「+」、無効は「-」と指定する。
自分がどのVMで起動しているか確認する場合は「java -version」コマンド。
Java VMのデフォルト値はJava HotSpot VM Optionsを参考に。

また、JVM は「クライアントVM」か「サーバVM」かを実行時に指定できる。
上記は指定しなかった場合、OSによってデフォルト値が異なるので、デフォルト値がどうなっているかは以下を参照する。
・サーバークラスマシンの検出

GCの種類と方式について

JVMでは、「Scavenge GC（マイナーGC）」と「Full GC（メジャーGC）」の2種類のガベージ・コレクションが行われる。
上記の GC では Stop the world （システム停止） が発生する。
特に Full GC では「マーク＆スイープ処理」が行われるため、Scavenge GC に比べて時間が掛かる。
そのため、「Stop the World（システムが停止しているかのような）」事象が発生する。
※Scavenge GC も処理（停止）時間が短いだけであって「Stop the World （システム停止）」が起こっているので注意

大きく分けて、GCには以下の方式がある。

  • Serial Collector 方式 Scavenge GC と Full GC をシングルスレッドで行う方式
  • Parallel Collector 方式 Scavenge GC をマルチスレッド。Full GC をシングルスレッドで行う方式
  • Parallel Compacting Collector 方式 Scavenge GC と Full GC をマルチスレッドで行う方式
  • Concurrent Mark-Sweep Collector 方式 Full GC のマーク＆スイープ処理の大半をアプリケーションスレッドと並行して行う方式
  • G1 GC 方式 （「Java SE 7 Update 4」から追加された） Javaヒープを細かく細分化し、New領域やOld領域などを割り当てる方式
オプション 説明
-XX:+UseConcMarkSweepGC
（Concurrent Mark-Sweep Collector方式） 		New世代領域は-XX:+UseParallelGCと同様の処理。
Old領域でコンカレントGCを実行する。
コンカレントGCは、アプリケーションスレッドと並列してGCを行うことで、システム停止時間を減らすのが目的。
また、コンパクション（メモリのデフラグ）を行わないため、メモリ不足となる場合は、Full GCが発生する。
＊但しこれを設定すると以下の値が自動設定となるので注意。
-XX:SurvivorRatio=1024
-XX:MaxTenuringThreshold=0
-XX:+UseConcMarkSweepGC
-XX:+CMSIncrementalMode
（Concurrent Mark-Sweep Collector方式） 		-XX:+UseConcMarkSweepGCをインクリメンタル・モードで実行。
一度に全てのメモリを掃除せず、細かい単位で掃除させることで停止時間を小さくすることが目的。
-XX:+UseSerialGC
（Serial Collector方式） 		New領域、Old領域ともに、GCをシングルスレッドで実行する。
＊CPUが1の場合はデフォルトがこれ
-XX:+UseParallelGC
（または -XX:+UseParNewGC ）
（Parallel Collector方式） 		New領域では、GCをマルチスレッドで実行する。
Old領域が不足したら、Full GCをシングルスレッドで実行する。
「サーバーVM」ではこれがデフォルト（参考：ガベージコレクタのエルゴノミクス）
（CPUが1つの場合は「-XX:+UseSerialGC」がデフォルト）
また「GC overhead limit exceeded」が発生しやすく?なる。
＊但しこれを設定すると以下の値が自動設定となるので注意。
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy
＊「-XX:+UseConcMarkSweepGC」と併用する場合は「-XX:+UseParNewGC」を指定する
-XX:+UseParallelGC
-XX:+UseParallelOldGC
（Parallel Compacting Collector方式） 		New領域は、GCをマルチスレッドで実行する。
Old領域が不足したら、Full GCをマルチスレッドで実行する。
-XX:+UseG1GC
（G1 GC方式） 		Java 7新機能の「G1 GC」を実行する。
Javaヒープを細かく細分化し、New領域やOld領域などを割り当てる方式。
詳細は、上の「Getting Started with the G1 Garbage Collector」を参照。
＊Java SE 6(Update 14)でも実はリリースされており、その場合は以下引数を指定する
-XX:+UnlockExperimentalVMOptions（これを先に指定しないと動かない）
-XX:+UseG1GC
詳細はGetting Started with the G1 Garbage Collector
→日本語訳：「Sipadan2003」さんから

GCとメモリ情報の出力

オプション 説明
-verbose:gc 一般的なGC情報を出力する
・HP-UXの場合は以下を推奨（HPJmeterでJavaVM引数やGCログ詳細が解析できる）
-Xverbosegc:file=[ファイル名]
-Xloggc:[ファイル名] GCの出力情報をファイル[ファイル名]に保存する
-XX:+PrintGCDetails New領域、Old領域の詳細情報を出力する
-XX:+PrintTenuringDistribution オブジェクトの寿命の情報する
-XX:+PrintHeapAtGC GC前後のヒープ領域の情報する
-XX:+TraceGen0Time New領域のGCの回数、総時間、平均時間を出力する
-XX:+TraceGen1Time Old領域のGCの回数、総時間、平均時間を出力する
＊1.Java 1.3.*では上記の内、「-verbose:gc」しか使用できない。
＊2.一般的には、「-verbose:gc」もしくは「-Xloggc:filename」と「-XX:+PrintGCDetails」等の組み合わせが多いようだ。

HotSpot

Javaは、JIT(Just In Time）コンパイラを採用しており、以下の実行段階を踏む。

  1. javacにてバイトコードに変換（.class）
  2. バイトコードをJVMがインタプリタで実行（実行回数が一定を超えると動的コンパイル）

インタプリタ実行が一定回数を超える（HotSpot）ことで動的コンパイルが行われる。
動的コンパイルが行われた後は、実行速度が上がる（インタプリタ実行ではないため）。
上記に着目して、性能改善を図ることができる。

オプション 説明
-client クライアント用VMを起動
-server サーバ用VMを起動
-XX:+PrintCompilation 動的コンパイルしたメソッドを表示する
-XX:+CITime (1.4のみ) 動的コンパイルに要した時間などの情報を表示する
-XX:+LogCompilation hotspot.logに動的コンパイル時のログを出力する
-XX:CompileThreshold=10000 各メソッドはここで指定された回数だけインタプリタで実行され、この回数を超えると動的コンパイルされる
＊値を小さくしすぎてもパフォーマンスが悪くなる可能性があるようだ（設定値の都度、動的コンパイルが行われるため）
-XX:+OnStackReplacement On stack replacementを有効にする
-Xbatch 動的コンパイルをバックグラウンドで行わない
-Xint 動的コンパイルを行わない（インタプリタのみを使用する）

チューニング（性能改善）関連

Javaのメモリ構造（世代別）については「Javaチューニング（性能改善） | Java」を参照

オプション 説明
-Xms ヒープ領域（New領域＋Old領域）の初期値
例） -Xms512m
-Xmx ヒープ領域（New領域＋Old領域）の最大値
例） -Xmx1024m
-XX:PermSize Permanent領域の初期値(G1GC方式ではこのパラメータは無効)
MaxPermSizeと同じに設定することが推奨されている
例） -XX:PermSize=256m
-XX:MaxPermSize Permanent領域の最大値(G1GC方式ではこのパラメータは無効)
例） -XX:MaxPermSize=256m
-XX:MetaspaceSize Metaspace領域の初期値(G1GC方式からの設定値)
MaxMetaspaceSizeと同じに設定することが推奨されている
例） -XX:MetaspaceSize=256m
-XX:MaxMetaspaceSize Metaspace領域の最大値(G1GC方式からの設定値)
例） -XX:MaxMetaspaceSize=256m
-XX:NewRatio New領域 と Old領域 の比率
例） -XX:NewRatio=2
New領域 ： Old領域 ＝ 1 ： 2
-XX:SurvivorRatio New領域 と Old領域 の比率
例） -XX:SurvivorRatio=8
Eden領域 ： From領域 ： To領域 ＝ 8 ： 1 ： 1
-XX:TargetSurvivorRatio Survivor領域で利用可能なスペースの比率。
超えた場合にFullGCが発生する。
例） -XX:TargetSurvivorRatio=50
-XX:-UseAdaptiveSizePolicy Survivior領域のサイズはGCの都度、自動調整されてしまうため、それを無効にする。
Surviror領域を意図した比率で保ちたい場合に設定する。
例） -XX:-UseAdaptiveSizePolicy

GC overhead limit exceeded

オプション 説明
-XX:-UseGCOverheadLimit GC自体はメモリを自動解放するが、ヒープ領域が足りなくなったりするとスワップに入るためGCに時間がかかる。
そのため、「GC overhead limit exceeded」が頻発するらしい。
「UseGCOverheadLimit」オプションを無効にすることで、エラーを発生させずGCが行われるようになる。
ただし、上記を行うことでGCに時間が掛かりすぎても処理が中断されない。

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