快速認識JVM

JVM

什麼是JVM

JVM是java Virtual Machines，java虛拟機。java語言最大的特點：一次編譯，處處運作（Write Once，Run Anywhere）就是基于JVM來實作的。Java虛拟機中的Java解釋器負責将位元組碼檔案解釋成為特定的機器碼進行運作（可以了解為一個接口，然後不同的作業系統是不同的實作類），這個操作實作了一次編譯，處處運作。由于JVM是JRE的一部分，是以隻需要安裝JRE，我們的java程式就能在不同的作業系統上來運作。

JVM記憶體模型

棧

棧記憶體，存放8大基本類型資料，對象的引用，方法被調用的時候也會入棧，方法執行完後會出棧。

堆

存放每個具體的對象，内部分為新生代、幸存代（from，to）、老年代、永久代（jdk1.8後稱為元空間）。

新生代，每個對象new出來的時候都在新生代，99%的對象被gc回收的時候也在新生代（因為沒有一直使用）。

新生代的對象每次被gc調用後，存活下來的對象就會進入幸存區，幸存區分為from和to兩個區域，并且會不斷交替轉化（誰空誰是to）的過程（gc之複制拷貝法）。

老年代，在經過一定次數的gc回收後仍然存活就進入老年代，可以通過JVM參數 “-XX:MaxTenuringThreshold”來設定，預設情況是15次。在老年代的對象，輕gc是作用不到的，必須要重gc才能回收老年代的對象。

在新生代中觸發輕gc，對象進入幸存區并進行from和to的區域及對象交換，如果幸存區已滿，則進入老年區。當老年代進行重gc的時候，會回收新生代，幸存區，老年代中所有可回收的對象，如果老年代也滿的情況下，下一次gc如果仍然沒有可回收的對象的話，則會觸發OOM（OutOfMemoryError）

方法區

定義上是一個特殊的堆，内部有一個運作時常量池，并且JVM在加載類的時候，也會給每一個類生成一個對應的class模闆，這個模闆對象也在這個方法區中。簡單來說，static，final修飾的會進入方法區，class模闆也在方法區，方法區内部還有一個運作時常量池。

方法區定義是在永久代中，永久代在jdk1.8以後也被稱為元空間，元空間用的不是JVM的記憶體，而是本地記憶體。

本地方法棧

本地方法棧是存放JAVA中本地方法的地方，JAVA中的本地方法就是被native修飾過的方法，他是JAVA無法作用的範圍，類似一個接口，接口去調用其他方法。不同的是，這個方法是由其他語言編寫的，JAVA最開始是基于C和C++寫的，他們希望JAVA能夠抛棄掉C和C++的缺點，是以一開始也被稱為C++ --，這邊調用的方法就是由C和C++來實作的。

程式計數器

又被稱為PC寄存器，是存放程式需要執行的下一條指令的位址。每個線程有自己的PC寄存器。

什麼是GC

GC全稱garbage collection，意味垃圾回收器，用于收集清除已經不需要再使用的對象，釋放記憶體空間。

GC算法

• 引用計數法：對象初始化的時候給對象一個值來表示調用次數，每次調用就給該值+1，然後每次gc進行垃圾回收的時候，就根據每個對象的調用次數來判斷是否回收該對象。

  缺點：初始化的時候要給每個對象就建立一個值來表示調用次數，不僅耗時，而且浪費空間

• 複制拷貝法：将記憶體空間二等分, 每次隻使用其中一塊. 當執行GC時, 将A部分的所有活動對象集體移到B中, 就可以将A全部釋放。（就是幸存區中的from區和to區的例子）

  缺點：在極端情況下，如果A區的空間全部塞滿了，那麼進行複制拷貝法的時候，就是将A的全部空間複制到B…

• 标記清除法：在gc回收的時候，對所有需要存活的對象進行标記，标記完成後，對所有對象進行篩選，沒有被标記的直接被gc回收，有被标記的則存活下來。

  缺點：相當于要周遊2次所有對象，并且标記清除法釋放後的空間不是連續的

• 标記壓縮法：在标記清除法的基礎上，讓存活下來的對象進行重新配置設定位址，保證記憶體空間連續

  缺點：比标記清除法更耗時

算法對比

效率：複制算法>标記清除法>标記壓縮法（此處的效率隻是簡單的對比時間複雜度，實際情況不一定如此）。

記憶體整齊度：複制算法=标記壓縮法>标記清除法。

記憶體使用率：标記壓縮法=标記清除法>複制算法。

GC算法優化

分代回收法：新生代和幸存代用複制算法，老年代用标記清除法+标記壓縮法（進行n次标記清除後，再進行1次标記壓縮法）

GC調優參數配置

-XX:MetaspaceSize=256m （元空間初始空間大小）

-XX:MaxMetaspaceSize=512m （元空間 最大空間，預設是沒有限制的。）

-Xms1024m （設定JVM初始為1024m）

-Xmx1024m （設定JVM最大記憶體1024m）

-Xmn512m （設定年輕代大小為512m）

-XX:+PrintGCDetails （輸出GC的詳細日志）

-XX:+PrintGCDateStamps （輸出GC的時間戳）

-Xloggc:/mnt/yyspace/logs/gc/system_gc.log （GC輸出路徑）

-XX:+UseGCLogFileRotation （啟用GC日志檔案的自動轉儲）

-XX:NumberOfGCLogFiles=3 （設定滾動日志檔案個數為）

-XX:GCLogFileSize=2048K （設定滾動日志檔案大小為）

-XX:+PrintStringTableStatistics 在JVM程序退出時，列印出StringTable的統計資訊到标準日志輸出目錄中

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 可以讓JVM在出現記憶體溢出時候Dump出目前的記憶體轉儲快照。

-XX:HeapDumpPath=/mnt/yyspace/logs/heap/sys/（儲存快照的位址）

-Dcom.sun.management.jmxremote （以下參數為開啟遠端監控）

-Djava.rmi.server.hostname=10.1.1.186

-Dcom.sun.management.jmxremote.port=8999

-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false

-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false

-Dcom.sun.management.jmxremote.local.only=false

OOM異常分析

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 可以讓JVM在出現記憶體溢出時候Dump出目前的記憶體轉儲快照。

使用配置使得出現OOM的時候能夠dump出記憶體快照檔案，然後使用JProfiler來分析就可以了