JVMの設定について

概要：

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この記事はJVMの設定項目について調べたことをまとめたものです。
設定項目のうち、主にメモリ関連の設定を紹介します。
また、一部の設定を変更し、その確認をおこないます。

環境情報：

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• Java　バージョン17.0.6
• OS：Mac(Apple M1) 13.4

目次：

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• JVMの設定について
• 設定を変更してみる
• KeycloakのJVMの設定方法
• まとめ

JVMの設定について：

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JVM(Java Virtual Machine)はJavaのプログラムを実行するソフトウェアです。
この設定を変更することで、プログラムが使用するメモリサイズ等を指定することができます。
設定の変更は、javaコマンドにオプションを指定することでおこなえます。

Javaのオプションについて：

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Javaのオプションには以下の種類があります。
- 標準オプション
- 追加オプション
- 拡張オプション

標準オプション：

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全てのJVMでサポートされているオプションです。
例えば以下のようなものがあります。

• --class-path パス
  クラスパスを指定するオプションです。
  引数にパスを指定します。

• --show-version
  Javaのバージョンを表示してするオプションです。
  処理はそのまま続きます。

• -verbose:class
  ロードされるクラスの情報を表示するオプションです。

追加オプション：

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すべてのJVMでサポートされている保証がないオプションです。
-Xで始まります。
例えば以下のようなものがあります。

• -Xms サイズ
  最小ヒープサイズを指定するオプションです。
  引数には以下のようにサイズを指定します。
  kやmを引数の後ろにつけることで、キロバイト、メガバイト単位の指定ができます。
• -Xms 16777216
• -Xms 16384k

• -Xms 16m

• -Xmx サイズ
  最大ヒープサイズを指定するオプションです。
  引数には以下のようにサイズを指定します。

• -Xmx 33554432
• -Xmx 32768k

• -Xmx 32m

• -XshowSettings
  JVMやホスト、ロケール等の設定を表示するオプションです。
  処理はそのまま続行します。

拡張オプション：

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こちらもすべてのJVMでサポートされている保証がないオプションです。
-XXで始まります。
例えば以下のようなものがあります。

• -XX:MaxHeapSize=サイズ
  最大ヒープサイズを指定するオプションです。
  追加オプションの -Xmx と同じです。

• -XX:NewSize=サイズ
  New領域のサイズを設定するオプションです。
  引数にサイズを指定します。

• -XX:MaxNewSize=サイズ
  New領域のサイズの最大サイズを設定するオプションです。
  引数にサイズを指定します。

• -XX:SurvivorRatio=比率
  New領域のうち、Eden領域とSurvivor領域のサイズ比率を設定します。
  デフォルトは8に設定されています。

• -XX:+PrintFlagsFinal
  JVMの設定値の一覧を表示するオプションです。
  無効にする場合-XX:-PrintFlagsFinalを指定します。

設定方法について：

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javaコマンドの引数にオプションを指定することで、JVMの設定を変更してプログラムを実行できます。
以下のように指定します。

java オプション プログラム名  

設定を変更してみる：

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実際にオプションを指定して動作を確認してみます。
JVMの設定の中で、メモリに関する以下のオプションを指定して結果を確認します。

変更を試すオプション：

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• -Xms
• -Xmx
• -XX:NewSize
• -XX:MaxNewSize

プログラムの作成：

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プログラムを作成します。
今回使用したjavaのプログラムは以下になります。
ループを繰り返すのみのプログラムになります。
- Loop.java

public class Loop {
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("実行中...");
        while(true){
        }
    }
}

1. ターミナルを開き、好きなディレクトに移動します。

2. Loop.javaファイルを作成します。
   vi Loop.java

3. 以下のコマンドでコンパイルします。

   javac Loop.java

プログラムの実行：

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プログラムがコンパイルできたらプログラムを実行し、設定が変更されるかを確認します。
変更した設定は、-XX:+PrintFlagsFinalオプションをつけることで確認できます。

1. 最初に-XX:+PrintFlagsFinalオプションのみを指定して実行してみます。

java -XX:+PrintFlagsFinal Loop

1. 実行結果を確認します。
   画像のように設定の一覧が表示されます。
   設定の一覧の中から、以下の値を確認しておきます。

   • size_t MinHeapSize = 8388608
   • size_t MaxHeapSize = 4294967296
   • size_t MaxNewSize = 2575302656
   • size_t NewSize = 1363144

2. 次に以下のオプションを設定して実行します。

• -Xms
• -Xmx
• -XX:NewSize

• -XX:MaxNewSize

• オプションを追加して実行します。

java -XX:+PrintFlagsFinal \
-Xms16m \
-Xmx32m \
-XX:NewSize=128 \
-XX:MaxNewSize=16m \
Loop

1. 実行を確認します。
   実行した結果、以下の値が設定されているか確認します。
   • size_t MinHeapSize = 16777216
   • size_t MaxHeapSize = 33554432
   • size_t MaxNewSize = 16777216
   • size_t NewSize = 128

KeycloakのJVMの設定方法：

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Keycloakでは、JAVA_OPT環境変数でオプションを指定することができます。
-Xmxを1024メガバイトにする場合は以下のように指定します。

export JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Xmx1024m"

実行すると画像のようになります。

まとめ：

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今回はJVMの設定項目について紹介しました。
設定項目は今回紹介した以外にも多くあるため、
今後調べてみようと思います。

参考にしたところ：

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• Oracle Javaコマンド
• delftstack JAVA_OPTS 環境変数
• Oracle Java 仮想マシン (JVM) のチューニング
• Folioscope JVMのヒープサイズとコンテナ時代のチューニング
• IBM -XX:[+|-]PrintFlagsFinal