2019/4/2 星期二
深入研究java gc
引出問題和小結！
應該是全網最全的JVM知識點總結 https://www.toutiao.com/i6717184983829578254/
//此連結很重要 推薦收藏
你解釋一下什麼是JVM？什麼是JDK？什麼是JRE？我懵了
https://www.toutiao.com/i6714156440199627276/
小結：
1、為什麼使用CMS gc回收算法？
//答：
因為在CMS gc算法執行的6個步驟中，隻有在第一步（初始标記（STW Initial Mark））和第四步重新标記階段（STW REMARK）才會暫停整個應用，這樣對應用程式所帶來的影響非常小,缺點是産生記憶體碎片過多
2、那CMS GC政策如何導緻記憶體碎片過多？
//答：是因為第二步并發标記（concurrent marking）與回收線程會與應用程式争搶CPU資源，容易産生記憶體碎片，其二：CMS算法在标記清理之後并沒有重新壓縮配置設定存活對象，是以整個老生代會産生很多的記憶體碎片。
3、那為什麼CMS gc政策會耗時比較長呢？
‘stop－the－world’暫停時間也很短暫，耗時較長的（第二步并發标記）标記和（第三步并發預清理）清理都是并發執行的。
記憶體碎片過多如何觸發Full GC？
CMS并不是很完美，它會在兩種場景下産生嚴重的Full GC（Concurrent Failure(并發失敗)，Promotion Failure （促銷失敗））
具體見：老年代 CMS gc回收算法 對hbase的影響 https://blog.51cto.com/12445535/2373206
HBase在演進的道路上又如何不斷優化CMS GC？
具體内容見下詳細介紹：
題外話：什麼是java程式的執行流程；java運作時資料區；java的記憶體管理 見如下圖：
java程式執行流程：
在我們（運作時資料區）之中，記憶體的配置設定一共有五塊：
1、堆記憶體（Heap）：儲存真正的程式的資料的部分；
2、&&&棧記憶體（Stack）：儲存堆記憶體位址、還儲存基本資料、方法的執行；（所有的資料都在棧記憶體之中）
3、方法區：儲存所有方法的具體的操作，該區域屬于共享；
4、程式計數器：這是一塊很小的記憶體，小到幾乎可以忽略的地步，隻是做一個程式執行順序的記錄，隻是為了标記我們下一步要執行的代碼的順序号；
5、本地方法棧：該棧之中所儲存的都是作業系統的原生函數。
我們關心的主要是堆記憶體、棧記憶體、方法區
在整個的JVM記憶體組成過程之中，（棧記憶體）是一個非常重要的概念，因為在該記憶體之中，他需要儲存的資料是一組内容，
因為所有的方法在進行遞歸調用的時候都會采用棧的模式。觀察遞歸問題中滿棧的原因取決于伺服器記憶體的大小。
記憶體操作有關的兩類異常
stackOverFlowError（棧溢出）：如果請求的棧的深度過大，虛拟機可能會抛處。
OutOfMemoryError（記憶體溢出）：如果虛拟機的實作中允許、虛拟機棧動态擴充，當記憶體不足以擴充棧的時候，會抛出。【記憶體被沾滿，更多情況下表示堆也配置設定不了了】
實際上上面隻是觀察到了兩類可能出現錯誤的代碼，但是并不是意味着棧中隻能夠儲存一下基本的資訊，實際上棧裡面儲存同樣是一組的資料。
總結：
1、造成stackOverFlowError（棧溢出）OutOfMemoryError（記憶體溢出）的原因是；
2、在JVM棧記憶體中儲存有棧幁的概念，所有的棧記憶體采用先進後出的資料結構來進行我們的存儲。
首先需要了解一下什麼是java的堆内記憶體劃分
在實際情況下：java 堆記憶體劃分分為了（jdk1.8以前和jdk1.8之後）【對于這2者的差別，我們後面介紹】
jvm堆記憶體劃分（jdk1.8以前）：
java堆記憶體模型
java的垃圾收集主要指的是java堆記憶體空間，那麼在每一次執行GC的時候需要區分出那些堆記憶體空間需要被回收，那些不應該被回收。 是以為了整個的回收處理友善，JVM将堆記憶體分為如下的幾個組成部分。而這幾個組成部分你還需要去考慮JDK的版本，現在的JVM記憶體劃分就必須考慮JDK1.8以前和JDK1.8之後的問題了。
如果簡化點來了解的話：
1、新生代：那些剛剛建立的對象，剛剛建立的對象有可能會存在有許多垃圾對象，那麼這些對象應該是被優先回收的；
2、老年代：老不死的那類對象，經過了很多次的清理之後你發現該對象依然有用，
3、永久代：intern（）方法進行入池的對象實際上就在永久代中，永久代不會被回收。因為其本身屬于一個bug性的存在（也就是jdk崩潰了，死了永久代CIA能消失），是以在jdk1.8之後，将其更換為元空間（就是電腦的直接記憶體）。
舉個例子：我電腦有100G記憶體，80G給了堆記憶體，那剩下的20G就可以給元空間。
在整個記憶體的組成過程之中，每一代的記憶體空間都會有一個伸縮區，那麼該區域就可以由JVM根據空間的使用情況，動态擴充。
當我們适當合理的設定了伸縮區的記憶體大小之後，那麼就可以得到良好的性能提升。也就是說最容易的性能提升就是改變伸縮區的記憶體大小。
首先什麼是java gc 、java對象建立流程
java對象建立流程如圖：
1、大多數記憶體對象要麼生存周期比較短，很快就會沒人引用，比如處理RPC請求的buffer可能隻會生存幾微秒；
2、要麼生存周期比較長，比如Block Cache中的熱點Block，可能就會生存幾分鐘，甚至更長時間。
3、基于這樣的事實，JVM将整個堆記憶體分為兩個部分：新生代（young generation）和老生代（tenured generation），除此之外，JVM還有一個非堆記憶體區－Perm區，主要存放class資訊以及其他meta元資訊，
4、其中Young區又分為Eden區和兩個Survivor 區：S0和S1。
5、一個記憶體對象在建立之後，首先會為其在新生代申請一塊記憶體空間，如果這個對象在新生代存活了很長時間，會将其遷移到老生代。
6、在大多數對延遲敏感的業務場景下（比如HBase），建議使用如下JVM參數，-XX:+UseParNewGC和XX:+UseConcMarkSweepGC，其中前者表示對新生代執行并行的垃圾回收機制，而後者表示對老生代執行并行标記－清除垃圾回收機制。
7、可見，JVM允許針對不同記憶體區執行不同的GC政策。
//在 cdh中預設是這樣設定的
-XX:+UseParNewGC -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 -XX:+CMSParallelRemarkEnabled
接下來重點先讨論一下年輕代
1、對象初始化之後會被放入Young區，更具體的話應該是Eden區，當Eden區滿了之後，會進行一次GC。
2、GC算法會檢查所有對象的引用情況，如果某個對象還有被引用，表示該對象存活。
3、檢查完成之後，會将這些存活的對象移到S0區，并且回收整個Eden區空間，稱為一次Minor GC；
4、接着新對象進來，又會放入Eden區，滿了之後會檢查S0和Eden區存活的對象，将所有存活的對象移到S1區，再回收整個S0和Eden區空間；
5、很容易了解，S0和S1兩個區總會有一個區是預留給下次存放存活對象用的。
這種算法稱為複制算法，對于這種算法，有兩點需要關注：
- 算法會執行’stop-the-world’暫停，但時間非常短。因為Young區通常會設定的比較小（一般不建議不超過512M），而且JVM會啟動大量線程并發執行，一次Minor GC一般都會在幾毫秒内完成
-
不會産生碎片，每次GC之後都會将存活的對象放入連續的空間（S0或S1）
記憶體中所有對象都會維護一個計數器，每次Minor GC移動一個對象之後，都會為這個對象的計數器加一。當計數器增加到一定門檻值之後，算法就會認為該對象生命周期很長，會将其移入老生代。該門檻值可以通過JVM參數XX:MaxTenuringThreshold指定。
提高了解篇
年輕代優化算法
年輕代記憶體調整參數（重要）：
接下來深度研究老年代
什麼是老年代 和老年代的full gc：
老生代GC政策 – Concurrent Mark-Sweep（CMS算法）
什麼是CMS 為什麼CMS？
1、每次執行Minor GC之後，都會有部分生命周期較長的對象被移入老生代，一段時間之後，老生代空間也會被占滿。
2、此時就需要針對老生代空間執行GC操作，此處我們介紹Concurrent Mark-Sweep（CMS）算法。
CMS算法整個流程分為6個階段，其中部分階段會執行 ‘stop-the-world’ 暫停，部分階段會和應用線程一起并發執行：
如圖：
老年代執行CMS過程：
相應的，對于CMS算法，也需要關注兩點：
- ‘stop－the－world’暫停時間也很短暫，耗時較長的标記和清理都是并發執行的。
- CMS算法在标記清理之後并沒有重新壓縮配置設定存活對象，是以整個老生代會産生很多的記憶體碎片。
提高篇
老年代标記清除算法：
老年代标記壓縮算法：
老年代記憶體調整參數：
永久代調整參數：
元空間調整參數：
可用gc方式小結：
年輕代串行GC（copy）
年輕代并行回收GC
年輕代并行GC
老年代串行GC
老年代并行GC
常用gc政策：
GC調整政策、
收集器參數設定
G1收集器介紹：