この記事について

長年、Javaを使ったIT開発の仕事をしていますが、Javaの起動オプション決定は毎回試行錯誤している気がします。
GCの特性毎にHeap,Metaspace,New領域(Eden/Survivor),Old領域などの複雑なメモリ管理を調べつつ、-Xオプションを設定してみる
この作業、10年前から変わってない気がします。
細かいJavaのメモリ管理については別の記事に譲るとして、ここでは完結に
ここだけいじればオーケー
的な情報を示したいと思います。
ご意見などあれば、是非コメントお願いします。

前提

ここでは、常駐して利用されるJavaVM（OpenJDK 8u20以降のHotspot JavaVM）の起動オプションを想定しています。
常駐とは・・・

アプリケーションを起動したら、停止命令を送るまで起動したままの物
代表例はTomcatやJetty,WildFlyなどのアプリケーションサーバ
Spring-bootを使ったアプリケーション
もちろん自作のJavaSEアプリケーションでも常駐するものならOK

対象外を言えばよかったかも

一回実行して、処理が終了したらJavaVMも終了するものは対象外

商用環境JavaVM 推奨起動オプション

ここでは起動オプション（例）を先に示し、それぞれの項目の意味と設定内容を説明します。
この設定をベースにヒープサイズやファイル出力先ぐらいを変更（チューニング？）すればよいでしょう。

起動オプション決定方針

JavaVM起動オプション様々な設定が存在しますが、可能な限りエルゴノミクス・デフォルト（※）を利用し、最低限の設定を行うものとします。
※ エルゴノミクス・デフォルト：JavaVMが利用環境（CPUコア数やOS、物理メモリ量などの情報）から最適な値を自動設定します。要するに、できる限りJavaVMにおまかせすると言うことです。

JavaVMオプション（例）

> java -Xms8192M
       -Xmx8192M
       -XX:+CrashOnOutOfMemoryError
       -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
       -XX:HeapDumpPath=/AAA/BBB/CCC/hprof-dumps
       -Xlog:gc：file=/AAA/BBB/CCC/gclogs/gc_%p_%t.log:time:filecount=10:size=100M
　　　　（以降、メインクラス名　アプリケーション固有の起動引数）

起動オプションの内容

GCアルゴリズム＝G1GCを使用（デフォルト）
- 最大停止時間目標 200ms（デフォルト）
- metaspace,SurvivorRatio/NewRatioなどは、JavaVMにおまかせ
ヒープサイズ8192Mバイト　最大＝最小
OutOfMemoryErrorが発生した時はプロセスを停止し、クラッシュレポートを出力
OutOfMemoryErrorが発生した時に、ヒープダンプを出力
ヒープダンプの出力先：/AAA/BBB/CCC/hprof-dumps
gcログ関連
- gcログファイルは /AAA/BBB/CCC/gclogs/に格納する
- ファイル名はgc_[プロセスID]_[時間].log
- 1ファイルのサイズ=100Mバイト
- ファイル世代数=10 でローテーション
- gcログに各行にタイムスタンプを出力する

JavaVMオプションまとめ

よく使うJavaVM起動オプションの説明と、設定値の決め方を以下にまとめます。

起動オプション（-Xlog:gc以外）

起動オプション	設定値	設定値の例	説明（決め方）
-Xms	ヒープサイズ最小	8192M	初期のヒープサイズ物理メモリの量からOSが利用するメモリ量を引いた値を設定　-Xmxと同じ値にする
-Xmx	ヒープサイズ最大	8192M	最大ヒープサイズ物理メモリの量からOSが利用するメモリ量を引いた値を設定　-Xmsと同じ値にする
-XX:MaxGCPauseMillis	停止してもよい時間（ミリ秒）	200	GCによる最大停止時間の目標。省略時は200ms｡GCが頻発する場合は増やしてみる。
-XX:+CrashOnOutOfMemoryError	-	-	OutOfMemory発生時にプロセスを終了し、クラッシュレポートを出力する。これはいつも設定すべき
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError	-	-	OutOfMemory発生時にヒープダンプを出力する。ヒープが大きい場合は、ヒープダンプファイルも大きくなるため、出力先に注意する。見るつもりがないなら出力しない
-XX:HeapDumpPath=	ヒープダンプの出力先	/.../hprof-dumps	上記ヒープダンプの出力先
-Dcom.sun.management.jmxremote=	JMXリモート接続の許可	true	監視ツールなどからJMXリモート接続する場合に設定
-Dcom.sun.management.jmxremote.port=	上記接続ポート	7091	上記接続時のポート番号
-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=	上記接続時に認証するか	false	上記接続時に認証するか
-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=	上記接続時にSSL通信するか	false	上記接続時にSSL通信するか

起動オプション（-Xlog:gc）詳細にgcログを出力したい場合は　-Xlog:gc*

-Xlog:gc:[ファイル名]:[修飾]:filecount=[世代数]:size=[ファイルサイズ]

設定項目	設定例	説明（決め方）
[ファイル名]	/gclogs/gc_%p_%t.log	/gclogsディレクトリに格納 %p=プロセスID,%t=タイムスタンプでファイル名を付ける　コンテナ環境で実行する場合は、"stdout" と記載することにより、標準出力を利用することができる
[修飾]	time,tags	time=gcログにタイムスタンプを出力 tags＝ログにタグを設定　これはコンテナ環境などで標準出力を利用する際に便利
[世代数]	10	ファイルの世代数
[ファイルサイズ]	100M	1ファイルのサイズ

終わりに

この記事にある設定値だけであれば楽に理解できると思います。このほかに監視エージェントへの接続設定があるかもしれませんが、それ以外の難しい設定を、意味が分からず呪い（まじない）のように使うのだけは止めましょう。状況を悪化させるだけでなので、おとなしくアプリケーションの実装を見直すべきだと思います。（長い経験から）

Java起動オプション標準化