tomcat内存配置及配置参数详解

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JAVA WEB开发过程中经常需要使用到tomcat，而tomcat的内存配置又是一件影响性能的重要工作，经常在配置过程中搞不清在一台服务器上到底需要配置哪些内存指标，配置多大为好，这里简单梳理一下，供自己也供有相同困扰的开发者参考。

我认为搞清楚这个配置问题需要从：JVM原理、jvm内存管理机制、jvm配置参数，tomcat内存相关配置这4个环节先理解。

第一、JVM是什么

JVM（JAVA虚拟机）是可运行Java代码的假想计算机 ，包括一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收，堆 和 一个存储方法域。JVM是运行在操作系统之上的，它与硬件没有直接的交互。JVM是JAVA技术的组成之一，Java技术由四方面组成：Java编程语言、Java类文件格式、Java虚拟机和Java应用程序接口(Java API)，整体结构如下图：

第二、JVM内存管理机制

在应用服务器启动时，会将应用引用的所有类通过ClassLoader依次全部加载到内存当中。jvm的内存空间大致分为：方法区、java堆，java栈，本地方法栈。也有人总结成：堆内存、栈内存、静态内存区。堆内存用于存储类的实例、数组等引用类型数据，也就是用new生成的对象，都存放在这里，栈内存存储局部变量（如：方法参数），静态内存区存储常量、静态变量、类元数据信息（方法、属性等）。如下图：

开发当中常遇到的三类内存溢出异常：

• java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space异常
  表示堆内存空间满了，如果不是程序逻辑的bug，可能是因为项目中引用的jar比较多，导到内存溢出。JVM默认堆的最小使用内存为物理内存的1/64，最大使用内存为物理内存的1/4，如8G的物理内存，JVM默认堆的最小和最大内存分别为128m和2048m。通过调整JVM的-Xms（初始内存）和-Xmx（最大内存）两个参数加大内存使用限制。
• java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space异常
  表示静态内存区满了，通常是由于加载的类过多导致。jdk8以下版本通过修改JVM的-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize两个参数，限制静态区最小和最大内存范围。jdk8改变了内存模型，将类定义存放到了元数据（MetaspaceSize）空间，而元数据空间是与堆空间共享同一块内存区域的，所以在JDK8以后版本不会存在PermGen space异常了，故不用设置此参数。
• java.lang.StackOverflowError异常
  表示栈内存溢出。通常是由于死循环、无限递归导致

第三、JVM配置参数理解

在开发过程中需要给tomcat配置很多内存参数，大部分参数很相似傻傻的分不清楚他们用途和意义，这里简单列举一下我收集到的参数和解释：

-server:一定要作为第一个参数，在多个CPU时性能佳 ，表示以服务模式启动，启动速度会稍 微慢一点，但性能会高很多。不加这个参数，默认是以客户端模式启动。
-Xms：java Heap初始大小。 默认是物理内存的1/64。
-Xmx：java heap最大值。默认是物理内存的1/4，建议设为物理内存的一半。不可超过物理内存。
-XX:PermSize:设定内存的永久保存区初始大小，缺省值为64M。

-XX:MaxPermSize:设定内存的永久保存区最大 大小，缺省值为64M。

-XX:SurvivorRatio=2 :生还者池的大小,默认是2，如果垃圾回收变成了瓶颈，您可以尝试定制生成池设置

-XX:NewSize: 新生成的池的初始大小。 缺省值为2M。

-XX:MaxNewSize: 新生成的池的最大大小。 缺省值为32M。

如果 JVM 的堆大小大于 1GB，则应该使用值：-XX:newSize=640m -XX:MaxNewSize=640m -XX:SurvivorRatio=16，或者将堆的总大小的 50% 到 60% 分配给新生成的池。调大新对象区，减少Full GC次数。

+XX:AggressiveHeap 会使得 Xms没有意义。这个参数让jvm忽略Xmx参数,疯狂地吃完一个G物理内存,再吃尽一个G的swap。
-Xss：每个线程的Stack大小，“-Xss 15120” 这使得JBoss每增加一个线程（thread)就会立即消耗15M内存，而最佳值应该是128K,默认值好像是512k.
-verbose:gc 现实垃圾收集信息
-Xloggc:gc.log 指定垃圾收集日志文件
-Xmn：young generation的heap大小，一般设置为Xmx的3、4分之一
-XX:+UseParNewGC ：缩短minor收集的时间
-XX:+UseConcMarkSweepGC ：缩短major收集的时间 此选项在Heap Size 比较大而且Major收集时间较长的情况下使用更合适。

-XX:userParNewGC 可用来设置并行收集【多核CPU】
-XX:ParallelGCThreads 可用来增加并行度【多核CPU】
-XX:UseParallelGC 设置后可以使用并行清除收集器【多核CPU】

第四、tomcat内存配置

上面已经扯了很多原理，实际用到tomcat内存配置就几个参数。修改Tomcat的内存配置，打开$TOMCAT_HOME/bin/catalina.sh文件（Windows系统是catalina.bat文件），如下图：

catalina.bat是windows上的文件，.sh是linux文件，以下仅做样例参考，具体配置数值需要自己根据硬件计算：

Linux：

修改TOMCAT_HOME/bin/catalina.sh
　　位置cygwin=false前。

JAVA_OPTS="-server -Xms256m -Xmx512m -XX:PermSize=64M -XX:MaxPermSize=128m" 

windows：
　　修改TOMCAT_HOME/bin/catalina.bat
　　第一行加上

　JAVA_OPTS="-server -Xms256m -Xmx512m -XX:PermSize=64M -XX:MaxPermSize=128m"