1.Java对象内存布局
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markWord 数据结构
2.JDK1.8 JVM 内存结构
2.1 程序计数器:
线程私有的(每个线程都有一个自己的程序计数器),是一个指针.代码运行,执行命令.而每个命令都是有行号的,会使用程序计数器来记录命令执行到多少行了.记录代码执行的位置.
2.2 Java虚拟机栈:
线程私有的(每个线程都有一个自己的Java虚拟机栈)( java 开启一个线程都会开启一个虚拟机栈,默认大小是1M)
2.3 本地方法栈:
线程私有的(每个线程都有一个自己的本地方法栈),和Java虚拟机栈类似,Java虚拟机栈加载的是普通方法,本地方法加载的是native修饰的方法.
native:在java中有用native修饰的,表示这个方法不是java原生的. 是C或C++
2.4 堆:
线程共享的(所有的线程共享一份).存放对象的,new的对象都存储在这个区域
2.5 元空间:
线程共享,存储.class信息,类的信息,方法的定义,静态变量等.常量池放到元空间
1.8 之前叫方法区
1.8不存在方法区,将方法区的实现给去掉了.而是在本地内存中,新加入元数据区(元空间)。
堆和元空间是线程共享的,在Java虚拟机中只有一个堆、一个元空间,并在JVM启动的时候就创建,JVM停止才销毁。
栈、本地方法栈、程序计数器是每个线程私有的,随着线程的创建而创建,随着线程的结束而死亡。
3.JDK1.8堆内存结构
Young年轻代: Eden+S0+S1, S0和S1大小相等, 新创建的对象都在年轻代
Tenured 老年代: 经过年轻代多次垃圾回收存活下来的对象存在年老代中.
4.GC垃圾回收
JVM的垃圾回收动作可以大致分为两大步,首先是「如何发现垃圾
」,然后是「如何回收垃圾
」。
说明一点,线程私有的不存在垃圾回收,只有线程共享的才会存在垃圾回收,所以堆中存在垃圾回收.
4.1 如何发现垃圾
Java语言规范并没有明确的说明JVM使用哪种垃圾回收算法,但是常见的用于「发现垃圾」的算法有两种,引用计数算法和根搜索算法。
1.引用计数算法
该算法很古老(了解即可)。核心思想是,堆中的对象每被引用一次,则计数器加1,每减少一个引用就减1,当对象的引用计数器为0时可以被当作垃圾收集。
优点:快。
缺点:无法检测出循环引用。如两个对象互相引用时,他们的引用计数永远不可能为0。
2.根搜索算法(也叫根可达性分析)
根搜索算法是把所有的引用关系 看作一张图,从节点GCROOT开始,寻找对应的引用节点,找到这个节点以后,继续寻找这个节点的引用节点,当所有的引用节点寻找完毕之后,剩余的节点则被认为是没有被引用到的节点,即可以当作垃圾。
Java中可作为GCRoot的对象有:
1.java虚拟机栈中引用的对象
2.本地方法栈引用的对象
3.元空间中静态属性引用的对象
4.元空间中常量引用的对象
4.2如何回收垃圾
Java中用于「回收垃圾」的常见算法有4种:
1.标记-清除算法(markandsweep)
分为“标记”和“清除”两个阶段:首先标记出所有需要回收的对象,在标记完成之后统一回收掉所有被标记的对象。
缺点: 标记清除之后会产生大量的不连续的内存碎片
2.标记-整理算法
是在标记-清除算法基础上做了改进,标记阶段是相同的,但标记完成之后不是直接对可回收对象进行清理,而是让所有存活的对象都向一端移动,在移动过程中清理掉可回收的对象,这个过程叫做整理。
优点:内存被整理后不会产生大量不连续内存碎片
缺点:耗时耗力
3.复制算法(copying)
将可用内存按容量分成大小相等的两块,每次只使用其中一块,当这块内存使用完了,
就将还存活的对象复制到另一块内存上去,然后把使用过的内存空间一次清理掉。
缺点:可使用的内存只有原来一半。在某一个时刻点,总有一个 S 是空的,可能是S0 也可能是S1.。
4.分代收集算法(generation)
当前主流JVM都采用分代收集(GenerationalCollection)算法,这种算法会根据对象存活周期的不同将内存划分为年轻代、年老代,不同生命周期的对象可以采取不同 的回收算法,以便提高回收效率。
1)年轻代(YoungGeneration)
1.所有新生成的对象首先都是放在年轻代的。
2.新生代内存按照8:1:1的比例分为一个eden区和两个Survivor(s0,s1)区。大部分对象在Eden区中生成。回收时先将eden区存活的对象复制到一个survivor0区,然后清空eden区,当这个survivor0区,也存放满了时,则将eden区和survivor0区存活对象复制到另一个survivor1区,然后清空eden和这个survivor0区,此时survivor0区是空的,然后将survivor0区和survivor1区交换,即保持survivor1区为空,如此往复
3.特殊情况:当一个大对象不足于存放到eden区时,就将存活对象直接存放到老年代。若是老年代也满了就会触发一次FullGC,也就是新生代、老年代都进行回收。
4.新生代发生的GC也叫做MinorGC,MinorGC发生频率比较高
2)年老代(OldGeneration)
1.在年轻代中经历了 N次垃圾回收后仍然存活的对象,就会被放到年老代中。因此,可以认为年老代中存放的都是一些生命周期较长的对象。默认是15次
2.内存比新生代也大很多(大概是2倍),当老年代内存满时触发MajorGC【meɪdʒə(r)】即FullGC,
FullGC发生频率比较低,老年代对象存活时间比较长,存活率比较高。
3) 元空间-持久代(PermanentGeneration)
用于存放静态文件,如Java类、方法等。持久代对垃圾回收没有显著影响,从JDK8 以后已经废弃,将存放静态文件,如Java类、方法等这些存储到了元数据区.
5.JVM调优参数
这里只给出一些常见的性能调优的参数及其代表的含义。
-Xms2g -Xmx4g -Xmn4g -Xss256m
-XX:NewRatio=2 -XX:SurvivorRatio=4 -XX:MaxPermSize=256m -XX:MaxTenuringThreshold=0
-Xms8g: 设置JVM中堆初始堆大小为8g。此值可以设置与-Xmx相同,以避免每次垃圾回收完成后JVM重新分配内存。
-Xmx8g: 设置JVM中堆最大可用内存为8g。
-Xmn4g: 设置年轻代大小为4G。
-XX:NewRatio=2 设置年轻代(包括Eden和两个Survivor区)与年老代的比值。设置为2,则年轻 代与年老代所占比值为1:2,年轻代占整个堆栈的1/3。
-XX:SurvivorRatio=8 ,所以默认值 Eden:S0:S1=8:1:1。
-Xss1m:设置每个线程的栈大小
-XX:MaxMetaspaceSize=128m: 设置元空间最大为为128m ,
-XX:MetaspaceSize=128m 用于设置元空间的初始大小, 默认值约21M
-XX:MaxTenuringThreshold=15:设置垃圾最大年龄。如果设置为0的话,则年轻代对象不经过Survivor区,直接进入年老代。 对于年老代比较多的应用,可以提高效率。最大不超过15。
扩展-了解
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标准选项(-X): 可以通过
-X
查看。
-
非标准选项 (
-XX
):
通过 -XX:+PrintCommandLineFlags
查看当前 JVM 运行时的 -XX
设置,
通过 -XX:+PrintFlagsFinal
列出所有 -XX
选项及其默认值。
垃圾回收器
切换垃圾回收器:-XX:+UseG1GC
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