技术标签: JVM
定义:Java虚拟机在执行Java程序的过程中会把它所管理的内存划分为若干个不同的数据区域
类型:程序计数器,虚拟机栈,本地方法栈,Java堆,方法区(运行时常量池),直接内存
虚拟机栈包含
局部变量表
操作数栈
动态链接
方法出口
堆:Java堆是需要重点关注的一块区域,因为涉及到内存的分配(new关键字,反射等)与回收(回收算法,收集器等)
栈:-Xss
堆:
-Xms:堆的最小值
-Xmx :堆的最大值
-Xmn:新生代的大小
-XX:NewSize:新生代最小值
-XX:MaxNewSize:新生代最大值
(1.8已经去掉,方法区去掉,有了元空间即本地内存)方法区:也就永久区,用于存储已经被虚拟机加载的类信息,常量("123"等),静态变量(static变量)等数据
运行时常量池:(1.6在方法区,1.7,1.8在堆,),用于存放编译期生成的各种字面量(“123”)和符号引用
直接内存:
不是虚拟机运行时数据区的一部分,也不是Java虚拟机规范中定义的内存区域
如果使用了NIO,这块区域会被频繁使用,在java堆中可以用directByteBuffer对象直接引用并操作
这块内存不受java堆大小限制,但受本地总内存的限制,可以通过MaxDirectMemorySize来设置(默认与堆内存最大值一样),所以也会出现OOM异常
深入辨析堆和栈
功能
以栈帧的方式存储方法调用的过程,并存储方法调用过程中基本数据类型的变量(int,short,long,byte,float,double,boolean,char等)以及对象的引用变量,器内存分配在栈上,变量出了作用域就会自动释放
堆内存用来存储java中的对象,无论是成员变量,局部变量,还是类变量,它们指向的对象都存储在堆内存中
线程独享还是共享
栈内存归属于单个线程,每个线程会有一个栈内存,其存储的变量只能在其所属线程中可见,即栈内存可以理解成线程的私有内存
堆内存汇总的对象对所有线程可见,堆内存中的对象可以被所有线程访问
空间大小
栈的内存要远远小于堆内存,栈的深度是有限制的,可能发生StackOverFlowError问题
栈上分配
必须开启 -server +DoEscapeAnalusis +EliminateAllocations
跟着函数调用自行销毁,提高性能
需要:逃逸分析
User u = new User()在方法内就能在栈上分配
-server JVM运行的模式,才能进行逃逸分析(mix/client)
+开启 -关闭功能
-Xmx10m -Xms10m 堆的大小
-XX:+DoEscapeAnalusis 启用逃逸分析
-XX:+PrintGC 打印GC日志
-XX:+EliminateAllocations 标量替换
-XX:-UseTLAB
TLAB ThreadLocalAllocBuffer 事先为堆里面每个线程分配一块私有内存
Java堆溢出
java.lang.OutOfMemoryError:GC overhead limit exceeded(gc的次数超过了限制)
某个循环里在不停的分配对象,但是分配的太多,把堆撑爆了
java.lang.OutOfMemoryError:Java heap space
在分配的时候,有巨型对象在分配
新生代配置
方法区和运行时常量池溢出
-XX:MaxMetaspaceSize=2M
虚拟机栈本地方法栈溢出
-Xss256k
java.lang.StackOverflowError 要考虑是否有无限递归
本机直接内存溢出
收集器 | 收集对象和算法 | 收集器类型 | 说明 | 适用场景 |
---|---|---|---|---|
Serial | 新生代,复制算法 | 单线程 | 简单高效;适合内存不大的情况 | |
ParNew | 新生代,复制算法 | 并行的多线程收集器 | ParNew垃圾收集器是Serial收集器的多线程版本 | 搭配CMS垃圾回收器的首选 |
Parallel Scavenge吞吐量优先收集器 | 新生代,复制算法 | 并行的多线程收集器 | 类似ParNew,更加关注吞吐量,达到一个可控制的吞吐量 | 本身是Server级别多CPU机器上的默认GC方式,主要适合后台运算不需要太多交互的任务 |
收集器 | 收集对象和算法 | 收集器类型 | 说明 | 适用场景 |
---|---|---|---|---|
Serial Old | 老年代,标记整理算法 | 单线程 | Client模式下虚拟机使用 | |
Parallel Old | 老年代,标记整理算法 | 并行的多线程收集器 | Paraller Scavenge收集器的老年代版本,为了配置Parallel Svavenge的面向吞吐量的特性而开发的对应组合 | 在注重吞吐量以及CPU资源敏感的场合采用 |
CMS | 老年代,标记清除算法 | 并行与并发收集器 | 尽可能的缩短垃圾收集时用户线程停止时间;缺点在于,1.内存碎片,2.需要更多CPU资源,3.浮动垃圾问题,需要更大的堆空间 | 重视服务的相应速度,系统停顿时间和用户体验的互联网网站或者B/S系统。互联网后端目前cms是主流的垃圾回收器 |
G1 | 跨新生代和老年代;标记整理+化整为零 | 并行与并发收集器 | JDK1.7才正式引入,采用分区回收的思维,基本不牺牲吞吐量的前提下完成低停顿的内存回收;可预测的停顿是其最大的优势 |
并行(Parallel):指多条垃圾收集线程并行工作,但此时用户线程仍然处于等待状态
并发(Concurrent):指用户线程与垃圾收集线程同时执行
搭配方式
关注吞吐量
Parallel Scavenge / Parallel Old
关注用户相应时间
ParNew / CMS(Concurrent Mark Sweep)
初始标记
并发标记
重新标记
并发清除
各种垃圾收集器的图解
方法区中类静态属性引用的对象
例如:static User u = new User()
方法区中常量引用的对象
例如:final static User u = new User()
虚拟机栈(本地变量表)中引用的对象
例如:当前执行的线程
本地方法栈中JNI(Native方法)引用的对象
强引用
Object obj = new Object()
软引用SoftReference
一些有用但是非必需,用软引用关联的对象,系统将要发生OOM之前,这些对象就会被回收
弱引用WeakReference
一些有用(程度比软引用更低)但是并非必须,用弱引用关联的对象,只能生存到下一次来及回收之前,GC发生时,不管内存够不够,都会被回收
虚引用PhantomReference
幽灵引用,最弱,被垃圾会后的时候收到一个通知
先标记,后清除
不足之处
1.效率问题,标记和清除两个过程效率都不高
2.空间问题,会产生大量内存碎片。当需要分配大对象时,没有找到足够内存而触发一次垃圾收集动作
将可用内存按容量划分为大小相等的两块,每次使用一块。一块内存用完了,将存活的对象复制到另外一块上面,再将使用过的内存空间一次清理掉
实现简单,运行高效,缺点是将内存缩小为原来的一半
90%的对象是朝生夕死
Eden/Survivor(2个) 新生代,复制算法
8:1:1
Eden A 存活的->B
Eden B 存活的->A
先标记,然后让所有存活的对象向一端移动,然后直接清理掉端边界以外的内存
老年代(标记清除,标记整理)
新生代的回收minor gc
老年代 full gc
1.对象优先在Eden分配,如果说Eden内存空间不足,就会发生Minor GC
2.大对象直接进入老年代,大对象:很长的字符串以及数组,1导致内存有空间
-XX:PretenureSizeThreshold参数大于直接在老年代分配
3.长期存活的对象将进入老年代,默认15岁,-XX:MaxTenuringThreshold
4.动态对象年龄判定,如果在Survivor空间中相同年龄所有对象大小的总和大于Survivor空间的一半,年龄大于或等于改年龄的对象就可以直接进入老年代
5.空间分配担保
新生代GC(Minor GC):指发生在新生代的垃圾收集动作,因为Java对象大多数都具备朝生夕灭的特性,所以Minor GC非常频繁,一般回收速度也比较快
老年代GC(Major GC/ Full GC):指发生在老年代的GC,出现了Major GC,经常会伴随至少一次的Minor GC(但非绝对的,在Parallel Scavenge收集器的收集策略里就有直接进行Major GC的策略选择过程)。Major GC的速度一般会比Minor GC慢10倍以上
java -参数(标准参数,X参数,XX参数)
基本不变,相对比较稳定
-help
-server
-client
-version -showversion
-cp -classpath
-Xint:解释执行
-Xcomp:第一次使用就编译成本地代码
-Xmixed:混合模式,JVM自己来决定是否编译成本地代码
举个例子:
java -Xint -version
相对不稳定,主要用于JVM调优和Debug
XX参数分类
Boolean类型
格式:-XX[+-]<name>表示启用或者禁用name属性(+表示启用,-表示禁用)
比如:
-XX:+UseConcMarkSweepGC(启用CMS垃圾收集器)
-XX:+UseG1GC(启用G1垃圾收集器)
非Boolean类型
格式:-XX:<name>=<value>表示name属性的值是value
比如:
-XX:MaxGCPauseMillis=500(GC的最大停顿时间是500ms)
-XX:GCTimeRatio=19()
-Xmx 和 -Xms不是X参数,而是XX参数
-Xms等价于-XX:InitialHeapSize
-Xmx等价于-XX:MaxHeapSize
jinfo -flag MaxHeapSize 进程id (最大内存)
jinfo -flag ThreadStackSize 进程id(线程堆栈数)
jps
jps -l
jinfo
查看最大内存
jinfo -flag MaxHeapSize pid
查看垃圾回收器
jinfo -flag UseConcMarkSweepGC pid
jinfo -flag UseG1GC pid
jinfo -flag UseParallelGC pid
jinfo -flags pid
jstat查看JVM统计信息
类装载
jstat -class pid
垃圾收集
jstat -gc pid
每隔1秒打印1次,总共打印10次
jstat -gc pid 1000 10
-gc 输出结果
参数 | 含义 |
---|---|
S0C S1C S0U S1U | S0和S1的总量与使用量 |
EC EU | Eden区总量与使用量 |
OC OU | Old区总量与使用量 |
MC MU | Metaspace区总量与使用量 |
CCSC CCSU | 压缩类空间总量与使用量 |
YGC YGCT | YoungGC的次数与时间 |
FGC FGCT | FullGC的次数与时间 |
GCT | 总的GC时间 |
JIT编译
jstat -compiler pid
jstat -printcompilation pid
内存溢出自动导出
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError
-XX:HeapDumpPath=./
使用jmap命令手动导出
jmap -dump:format=b,file=heap.hprof 16940
mat分析内存溢出
死循环
top
top -p pid -H
jstack pid
10进制转16进制
printf “%x” pid
死锁
-XX:+PrintGC 使用这个参数,虚拟机启动后,只要遇到GC就会打印日志
-XX:+PrintGCDetails 可以查看详细信息,包括各个区的情况
-XX:+PrintGCTimeStamps 打印GC发生的时间戳
-Xloggc:log/gc.log 指定GC log的位置,帮助开发人员分析问题
-XX:+PrintHeapAtGC 每次GC时,打印堆信息
-XX:+TraceClassLoading 监控类的加载
-XX:+UseSerialGC 配置串行回收器
-Xms 设置java程序启动时初始堆大小(最小堆)
-Xmx 设置java程序能获得的最大堆大小
-Xmx20m -Xms5m -XX:+PrintCommandLineFlags 可以将隐式或者显式传给虚拟机的参数输出
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError OOM时导出堆到文件
-XX:+HeapDumpPath 导出OOM的路径
-XX:OnOutOfMemoryError
在OOM时,执行一个脚本
可以在OOM时,发送邮件,甚至是重启程序
-Xmn:可以设置新生代的大小,设置一个比较大的新生代的大小会减少老年代的大小,这个参数对系统性能以及GC行为有很大的影响,新生代大小一般会设置整个堆空间的1/3到1/4左右
-XX:SurvivoRatio:用来设置新生代中eden空间和from/to空间的比例。含义:-XX:SurvivoRatio=eden/from=eden/to
-XX:SurvivoRatio:设置两个Survivor区和eden的比
8表示两个Survivor:eden=2:8,即一个Survivor占年轻代的1/10
总结:不同的堆分布情况,对系统执行会产生一定的影响,在实际工作中,应该根据系统的特点做出合理的配置,基本策略:尽可能将对象预留在新生代,减少老年代的GC次数。
除了可以设置新生代的绝对大小(-Xmn),还可以使用(-XX:NewRatio)设置新生代和老年代的比例:-XX:NewRatio=老年代/新生代
-XX:NewRatio 新生代(eden+2*s)和老年代(不包含永久区)的比值
4表示 新生代:老年代=1:4,即年轻代占堆的1/5
-XX:PermSize 设置永久区的初始空间
-XX:MaxPermSize 设置永久区的最大空间
27696端口每隔1秒输出一次GC信息,总共输出10次
jstat -gc 27696 1000 10
S0C,S1C,S0U,S1U : S0和S1的总量与使用量
EC,EU : Eden区总量与使用量
OC,OU : Old区总量与使用量
MC,MU : Metaspace区的总量与使用量
CCSC,CCSU : 压缩类空间总量与使用量
YGC,YGCT : YoungGC的次数与时间
FGC,FGCT : FullGCd的次数与实践
Garbage Collection垃圾收集
1960年,Lisp使用了GC
Java中,GC的对象是堆空间和永久区
官方文档
[1]https://docs.oracle.com/javase/8/
各种unix命令
[2]https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/unix/
JVM调优总结
[3]https://www.cnblogs.com/andy-zhou/p/5327288.html#_caption_0
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