JVM内存 新生代 老年代 垃圾回收

JVM基本结构

 

 

 

 

句柄池

 

JDK8中把存放元数据中的永久内存从堆内存中移到了本地内存(native memory)中，这样永久内存就不再占用堆内存，它可以通过自动增长来避免JDK7以及前期版本中常见的永久内存错误(java.lang.OutOfMemoryError: PermGen)。

 

①类加载子系统：负责从文件系统或网络中加载class信息，存放在方法区中

②方法区：存放类信息和静态信息（常量信息、常量池信息、字符串常量和数字常量等）所有线程共享，可以理解为永久区（常量池是其中的一部分）   

③Java堆：Java虚拟机在启动的时候创建Java堆，它是Java程序最主要的内存工作区域，所有的对象实例放在Java堆中，堆空间是所有线程共享的，一个JVM一个堆

④直接内存：Java的NIO允许Java程序直接使用内存，从而提高性能，直接内存速读高于Java堆，读写频繁时可以考虑使用        

⑤Java栈：每个虚拟机线程都有私有的栈，一个线程的Java栈，在线程创建的时候被创建，Java栈中保存着局部变量、方法参数、Java方法的调用和返回值等，一个线程一个栈     

⑥本地方法栈：线程私有，与Java栈很相似，最大的不同在于，本地方法栈用于本地方法调用，Java虚拟机栈允许Java直接调用本地方法（通常用C编写）

⑦垃圾回收系统：是Java的核心，也是必不可少的，Java有一套自己的垃圾回收机制 

⑧PC寄存器：是每个线程私有的空间，Java虚拟机会为每个线程创建PC寄存器，存放当前执行环境指针，程序计数器，操作栈指针等 

⑨执行引擎：核心组件，他负责执行虚拟机的字节码

堆、栈、方法区关系

堆：解决的是数据存储问题，怎么放，放在哪

栈：解决的是程序运行问题，程序如何执行，或者说如何处理数据

方法区：辅助堆栈的永久区，解决堆栈信息的产生，是先决条件

关系：一个User类；

类信息和静态信息存放在方法区中；

而实例引用和局部变量存放在栈中；

而实例对象放在堆中。

Java堆

线程间共享，Java堆是和Java应用程序关系最密切的内存空间，几乎所有的对象都放在其中，并且Java堆是自动化管理，通过垃圾回收机制，垃圾对象自动清理

Java堆结构图：

根据垃圾回收机制不同，Java堆有不同的结构，最常见的是将Java堆分为新生代和老年代

eden区：存放的是刚实例化出来的数据，当对象经历过一次GC的时候，就会将对象放在S0或者S1区

S0和S1：也称为form和to区，这两个区域大小相等，并可以互换角色，是由于复制算法

复制算法：其思想就是将内存空间分为两块，每次只是用其中一块（S0或者S1），在垃圾回收时，将正在使用的对象复制到S1，然后将S0的对象全部回收，反复去交换这两个内存角色，完成垃圾回收

tenured区：老年区，当对象每经历过一次GC，就会加一，到达一定阀值后（默认15），就会进入老年区

新生代和老年代都会经历GC回收，只是新生代频繁GC，而老年代不频繁GC

新生代与老年代的比例：1:2 0r  1:3

Java栈

Java栈是线程私有的内存空间（线程间独立），由三个部分组成：局部变量表、操作数栈、帧数据区

局部变量表：用于报错函数的参数及局部变量

操作数栈：主要保存计算过程的中间结果，同时作为计算过程中变量临时的存储空间

帧数据区：保存至访问常量池的指针，还有当函数出现异常时，虚拟机需要的异常处理表

Java方法区

线程间共享，保存类信息，方法区大小决定了系统可以保存多少类，如果系统定义太多的类，会导致虚拟机抛出内存溢出异常，方法区可以理解为永久区

堆参数配置

 

垃圾回收及其算法

垃圾回收针对的是堆区

垃圾回收有很多算法：引用计数法、复制算法、标记压缩法，分代、分区思想

引用计数法：比较古老的垃圾收集算法，对象被引用+1，失去引用-1，弊端：无法处理循环引用

标记清除法：就是分为标记和清楚两个阶段，进行处理内存中的对象，弊端：空间碎片问题

复制算法（新生代）：将内存分为两块，每次只是用其中一块，在垃圾回收时，将正在使用的对象复制到B内存区中，然后将A区的所有对象清楚，反复交换两个内存的角色，完成垃圾回收（Java中新生代的from和to空间就是使用的复制算法）

标记压缩法（老年代）：是在标记清楚法基础上做了优化，把存活的对象压缩到内存的一段，而后进行垃圾清理

为什么新生代和老年代使用不同的算法？因为新生代GC回收的次数频繁，而老年代不频繁（因为老年代的对象比较稳定，所以需要回收的对象少，如果使用复制算法就浪费性能了）

垃圾回收时会暂时停顿

对象如何进入老年代

对象创建流程图

http://www.cnblogs.com/chenyangyao/p/5296807.html

JVM调优常用参数

• 堆设置

-Xms64m：初始化内存

-Xmx64m：最大内存

-XX:NewSize=n：设置年轻代大小

-XX:NewRatio=n：设置年轻代和年老代的比值，1：2和1：3比较合理

-XX:MaxPermSize=n：设置持久代大小

-XX:MaxTenuringThreshold=15：新生代转换为老年代的阀值，默认15

-XX:PretenureSizeThreshold 指定对象超过一定的大小，就会直接晋级老年代，但是要注意TLAB区域优先分配空间，单位k

• 收集器设置

-XX:+UseSerialGC：设置串行收集器

-XX:+UseParallelGC：设置并行收集器，Parallel

-XX:+UseParalledlOldGC：设置并行年老代收集器，Parallel

-XX:+UseConcMarkSweepGC：设置并发收集器，CMS

-XX:ConcGCThreads：设置并发线程数量，CMS

-XX:+UseG1GC：使用G1回收器

• 并行收集器设置

-XX:ParallelGCThreads=n：设置并行收集器收集时使用的CPU数。并行收集线程数。

-XX:MaxGCPauseMillis=n：设置并行收集最大暂停时间

-XX:GCTimeRatio=n：设置吞吐量大小，垃圾回收时间占程序运行时间的百分比。公式为1/(1+N)

-XX:UseAdaptiveSizePolicy 自动调整MaxGCPauseMillis、GCTimeRatio等

-XX:+UseParNewGC：新生代回收器=ParNew OR  ParallelGC

• 并发收集器设置

-XX:+CMSIncrementalMode：设置为增量模式。适用于单CPU情况。

-XX:+ParallelGCThreads=n：设置并发收集器年轻代收集方式为并行收集时，使用的CPU数。并行收集线程数。

• 垃圾回收统计信息

-XX:+PrintGC

-XX:+PrintGCDetails

-XX:+PrintGCTimeStamps

• 查看JVM默认参数等信息

java  -XX:+PrintFlagsInitial

http://blog.youkuaiyun.com/java2000_wl/article/details/8042010

注：一个Tomcat占用一个JVM进程；当应用没有人用时，和有人用时，系统的内存是不一样的，也就是说JVM会动态的向系统申请内存

JVM博客：

http://www.cnblogs.com/redcreen/archive/2011/05/04/2037057.html

垃圾回收器

根据作用于不同的堆空间，分为新生代回收器和老年代收集器

串行垃圾收集器：单线程进行垃圾回收

并行垃圾收集器：多个线程进行垃圾回收

CMS回收器：并发标记清楚，标记清除法，关注系统停顿时间

ParalledlOldGC： 关注系统吞吐量

Java8默认：G1收集器，以前是CMS收集器

压测服务器吞吐量

 

 

 

 

 

Major GC和Full GC的区别是什么？

https://www.zhihu.com/question/41922036

 

 

 

JVM性能监控与故障处理工具

• JPS

JVM 进程状况工具

LVMID（vmid,虚拟机进程id）==PID（OS进程id）

jps -l ：输出本机JVM的vmid（虚拟机进程id）和路径

jps -v：输出本机JVM的vmid（虚拟机进程id）和启动JVM时的参数

• jstat

JVM统计信息监视工具

jstat -gcutil vmid

E：Eden新生代使用率%

S0,S1：Survivor区使用率%

O：老年代使用率%

M：方法区使用率%

YGC，YGCT：YongGC，程序运行以来共发生MMinorGC 74次 耗时0.381秒

FGC，FGCT：FullGC，程序运行以来共发生FullGC 1次 耗时0.049秒

• jinfo

Java配置信息工具

• jmap

Java内存映像工具

jmap -heap vmid：显示Java堆详情信息

• JConsole

Java可视化监控

进入本地JDK目录

/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_121.jdk/Contents/Home/bin

输入jconsole，然后在使用远程连接

• jvisualvm

强大的可视化 多合一故障处理工具

• jstack

查看Java栈和本地栈信息，也可以看线程的运行情况

jstack [ option ] pid 

jstack和thread dump的结果相同

http://blog.youkuaiyun.com/xiao_287130/article/details/53607428