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Java再入門 JVMオプション

Last updated at 2021-09-23Posted at 2021-09-19

JVMオプションについてのまとめです。
以下が前提になっているので、前提が合わない場合はスルーしてください。

JITコンパイラ

設定値	開発	性能	本番	用途
server	○	○	○	長時間実行されるアプリケーションの推奨設定
XX:+TieredCompilation	○	○	○	サーバーコンパイラの動作改善

	上限の設定方法	設定の考え方とメモリ消費量
ヒープ	Xmx	4GB以上を割り当てる
Metaspace	XX:MaxMetaspaceSize	指定しない状態で稼働させて、jcmd プロセスID VM.native_memory summaryの出力結果のClass reservedの値に100MBを加えた値を設定する
OS領域/Codeキャッシュ	XX:ReservedCodeCacheSize	環境によってデフォルト値が異なるが、初期値として240MBを名指しする。一通りの処理を10回程度呼び出したあと、jcmd プロセスID VM.native_memory summaryの出力結果のCodeのcommittedをみて足りていない場合はチューニングする
OS領域/Thread	Xss ※スレッド毎の上限	Xssには1MBを指定する。Tomcatだけで200スレッド利用する。コネクションプールもプール数分、スレッドを消費する。jcmd プロセスID VM.native_memory summaryの出力結果のThread reservedの値に50MB（50スレッド分のバッファ）を加えた値を消費量とみなす
OS領域/その他		jcmd プロセスID VM.native_memory summaryの出力結果のThread、Heap、Class、Code以外の値にバッファとして100MBを加えた値を消費量とみなす

	意味	初期値	チューニングの考え方
Xms	ヒープの最小値	物理メモリから計算	Xms = Xmxにする。4GB以上を割り当てる。ヒープが大きいとGCの頻度は減るが、時間は長くなる。
Xmx	ヒープの最大値	物理メモリから計算
XX:NewRatio	ヒープ全体のYoung領域の比率	Server VMは2	G1GCの場合は指定すると、XX:MaxGCPauseMillisを使ったチューニングが効果を発揮しなくなるので触ってはいけない。
XX:InitialSurvivorRatio	Young領域内のS領域の比率の初期値	8	短命なオブジェクトの昇格が頻繁な場合
XX:MinSurvivorRatio	Young領域内のS領域の比率の最小値	3	メモリに余裕があるなら、そもそものHeapサイズを増やす方が良い。 Heapサイズを増やせない場合のチューニング方法は後述する。

これは日立さんがG1GCのチューニングについて書いている記事を参考にしつつ自分なりに整理してみました。
フローチャートは日立さんのページからの引用です。

FullGCが発生している場合
- GCのログにHumongousが出力されている
  - アプリケーションの修正をする。
  - これができない場合は割り当てるヒープサイズを8GB以上にする（8GBの次は16GBになってしまう）。
- GCのログにto exhaustedが出力されている
  - ヒープサイズを大きくすることをまずは検討する。
  - ヒープサイズを大きくできない場合はMinSurvivorRatioを大きくすることを検討する。副作用でEden領域が減る。
上記のいずれでもない
- XX:ConcGCThreadsとXX:ParallelGCThreadsを指定して、GCで利用できるスレッド数を増やして空き容量を確保する。CPUも追加することが望ましい。
FullGCが発生していない場合
- スループットを改善したい時→MaxGCPauseMillisを大きくする
- 最悪レスポンス時間を改善したい時→MaxGCPauseMillisを小さくする

OutOfMemory発生時にヒープダンプを出力し、アプリケーションを停止させるために必要だが、コンテナの中で利用する場合は吐き出し先がない。

設定値	開発	性能	本番
XX:HeapDumpPath	○	○	○
XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError	○	○	○
XX:+CrashOnOutOfMemoryError	○	○	○

設定値	開発	性能	本番	用途
XX:+UseG1GC	○	○	○	低スペックマシンでも本番と同じG1を利用するため
XX:MaxGCPauseMillis		○	○	デフォルトは200。GCの目標停止時間チューニングの考え方はG1GCのチューニングを参照
XX:ParallelGCThreads		○	○	G1GCに割り当てるスレッド数を指定する。
XX:ConcGCThreads		○	○	※CPUに余裕がある場合でGCの影響を緩和した時

設定値	開発	性能	本番	用途
verbose:gc	○	○	○	GC実行状況の可視化
XX:+PrintGCDetails	○	○	○	Xloggcを指定しなければ標準出力に出る
XX:StartFlightRecording=delay=1m,maxsize=500m,settings=default			○	性能問題調査に必要。JFRの有効化性能影響は1%と言われている。
XX:StartFlightRecording=delay=1m,maxsize=500m,settings=profile	○	○		性能問題調査に必要。JFRの有効化性能影響は2%と言われている。
XX:NativeMemoryTracking=summary	○	○		メモリ使用量の確認に必要性能影響は5～10%と言われている。

設定値	開発	性能	本番	用途
XX:-UseBiasedLocking	○	○	○	左記のフラグで無効にする。スレッドのロック競合を複雑な仕組みでチューニングするため副作用が大きい。

いまからJava8にしよう！だってJava11よりサポート長いし！という判断もあると思いますが、11に引っ越そうとしている方や、11の次のLTSになることを予定されている17への移行を目指している方向けのJava再入門です。