通過理解和使用JVM和JVM參數，開發人員和最終用戶都可以診斷故障并改進Java應用程序的性能。
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，計算機不能執行源代碼。機器語言是一個通用術語，指的是特定機器所需的任意數量的語言。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碼，由安裝在計算機上的JVM運行。JVM是一個執行引擎，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字節碼。大多數人不需要考慮甚至不需要了解JVM，但是了解JVM的工作原理對調試和優化Java代碼是很有用的。例如:
- 生產環境中，你可能會發現已部署的應用程序需要性能提升。
- 如果編寫的應用程序出現問題，開發人員和最終用戶都可以選擇調試該問題。
- 你是否希望了解用于開發或運行Java應用程序的Java開發工具包(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，希望可以在這些場景中提供幫助……
JVM、JDK和JRE之間的區別是什么?
Java有很多J首字母縮略詞，包括JVM、JDK和JRE。
- Java開發者工具包（JDK）可供需要在代碼中使用開發庫的程序員使用。
- Java運行時環境(JRE)是由想要運行Java應用程序的人所使用的。
- Java虛擬機(JVM)是運行Java字節碼的組件。
JDK包含JRE和JVM，但是一些Java發行版提供了包含JRE(包括JVM)的替代下載。
Java是開源的，所以會有不同的公司構建和發行不同版本的JDK。你可以在系統上安裝多個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、更新和管理系統上的JDK。
什么是JVM調優?
JVM調優是調整JVM參數以提高Java應用程序性能的過程。它還有助于診斷應用程序故障。
一般來說，在調優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優JVM參數。有時，應用程序需要更多的內存來執行所需的操作，任何軟件優化都無法改變這一點。
- 預期結果：長期來看，穩定比性能更重要。如果調優影響穩定性，那么明智地選擇調優參數可能會更好。
- 底層問題：有時，問題可能是主機操作系統的底層問題。在調優JVM之前，請確保JVM的平臺按預期工作。
- 內存泄漏：如果你發現自己在使用垃圾收集(GC)調優參數，那么可能存在需要在應用程序代碼中修復的內存泄漏。
JVM參數類型
JVM參數分為三類：標準參數、非標準參數和高級選項。
標準參數
所有JVM實現都支持標準參數。在終端中運行'java'命令查看標準參數列表。
$ 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，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，創建一個VM并在不執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
非標準參數以-X開頭。它們用于通用用途，并且特定于JVM的特定實現。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
[...]
這些額外的參數可以在沒有通知的情況下更改，并且不是所有的JVM實現都支持這些參數。由Microsoft構建的JVM可能與由Red Hat構建的JVM有不同的參數，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，而是用于調整Hotspot VM的特定區域。這些參數可能會發生變化，并且不能保證所有JVM實現都會支持它。
這些參數以-XX開頭。要列出這些參數，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(內存不足)錯誤，這可能在沒有太多調試信息的情況下發生。要解決這樣的問題，你可以使用調試選項 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError，它會創建一個包含調試信息的.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。
結語
通過理解和使用JVM和JVM參數，開發人員和最終用戶都可以診斷故障并改進Java應用程序的性能。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社區編輯，半路出家的九零后程序員。做過前端頁面，寫過業務接口，搞過爬蟲，研究過JS，有幸接觸Golang，參與微服務架構轉型。目前主寫Java，負責公司可定制化低代碼平臺的數據引擎層設計開發工作。
原文標題：??A guide to JVM parameters for Java developers??，作者：Jayashree Huttanagoudar
