JVM 知識(shí)點(diǎn)全面梳理！
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java中就虛擬機(jī)是其他語(yǔ)言編寫的(C語(yǔ)言+匯編語(yǔ)言，因此，JVM最常出現(xiàn)的攻擊就是buffer overflow)，如javac命令等，而java api是java寫的，大多開(kāi)源在openjdk，jdk中有一個(gè)src.jar，就是JDk的源碼，本文是JVM基礎(chǔ)知識(shí)的一個(gè)匯總，方便查閱，內(nèi)容較多。
1、JVM的內(nèi)存模型
JDK7內(nèi)存模型(圖來(lái)自于網(wǎng)絡(luò))：???????????????????????
JDK8內(nèi)存模型(圖來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)):
JVM內(nèi)存模型說(shuō)明：
?JDK7中內(nèi)存模型包括：方法區(qū)，堆區(qū)，棧區(qū)，本地方法棧，計(jì)數(shù)器，分為兩個(gè)類型的區(qū)域，一種是線程私有的，一種是線程共享的，其中，方法區(qū)和堆區(qū)是線程共享的，其他都是線程私有的，堆區(qū)是被GC的主要區(qū)域，方法區(qū)有部分廢棄的常量可以被GC，下面詳細(xì)的說(shuō)明：
?(1)計(jì)數(shù)器，線程私有，當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號(hào)指示器，標(biāo)記當(dāng)前執(zhí)行到了哪一行指令
(2)虛擬機(jī)棧，線程私有，生命周期和線程相同，存局部變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接、方法出口(即方法返回地址)信息等
其中，局部變量表存編譯器可知的各種數(shù)據(jù)類型，包括boolean、char、byte、short、int、float、double，及對(duì)象的引用
(3)本地方法棧，和虛擬機(jī)棧所發(fā)揮的作用非常相似，區(qū)別是，虛擬機(jī)棧為虛擬機(jī)執(zhí)行java方法(也就是字節(jié)碼)服務(wù)，而本地方法棧則為虛擬機(jī)使用到的native方法服務(wù)，在?HotSpot?虛擬機(jī)中和?Java?虛擬機(jī)棧合二為一。本地方法被執(zhí)行的時(shí)候，在本地方法棧也會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀，用于存放該本地方法的?局部變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接、出口信息
?(4)堆，java虛擬機(jī)所管理的內(nèi)存中最大的一塊，在虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建，此內(nèi)存區(qū)域的唯一目的就是存放對(duì)象實(shí)例，幾乎所有的對(duì)?象實(shí)例以及數(shù)組都在這里分配內(nèi)存
?(5)方法區(qū)，用于存儲(chǔ)已被虛擬機(jī)加載的類的信息(字段、方法)、常量、靜態(tài)變量、即時(shí)編輯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù)，運(yùn)行時(shí)常量池：屬于方法區(qū)，包含字面量(字符串、final常量)、符號(hào)引用
其中，方法區(qū)的詳細(xì)說(shuō)明：
方法區(qū)，Java虛擬機(jī)規(guī)范把方法區(qū)描述為堆的一個(gè)邏輯部分，但是它卻有一個(gè)別名叫?做?Non-Heap(非堆)，目的應(yīng)該是與?Java?堆區(qū)分開(kāi)來(lái)，方法區(qū)也被稱為永久代，但方法區(qū)和永久代并不完全等同，只是為了便于管理，這樣,HotSpot虛擬機(jī)的垃圾收集器就可以像管理java堆一樣管理這部分內(nèi)存，方法區(qū)可被GC回收的那部分內(nèi)存是廢棄的常量，但這樣管理并不好，會(huì)容易產(chǎn)生內(nèi)存溢出，所以在JDK8中，移除了方法區(qū)，將方法區(qū)中的常量池移至堆中(字符串池和類的靜態(tài)變量放入java堆中)，其他移到直接內(nèi)存中，命名為“元空間”，解決了永久代會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存溢出的問(wèn)題，但是要注意，需要設(shè)置元空間的最大大小(-XX:MaxMetaspaceSize設(shè)置)，否則，如果不指定大小的話，隨著更多類的創(chuàng)建，虛擬機(jī)會(huì)耗盡所有可用的系統(tǒng)內(nèi)存
?(6)直接內(nèi)存，不屬于JVM運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)，JVM的NIO方法可以分配堆外內(nèi)存如使用?DirectByteBuffer
2、堆棧的異常總結(jié)
?? (1)堆內(nèi)存溢出OutOfMemoryError:java heap space
產(chǎn)生原因：java堆用于存儲(chǔ)對(duì)象實(shí)例，只要不斷的創(chuàng)建對(duì)象，并保證GC roots到對(duì)象間有可達(dá)路徑避免這些對(duì)象的GC，那么，當(dāng)對(duì)象數(shù)量到達(dá)堆的最大容量限制后就會(huì)產(chǎn)生OOM
解決辦法：
通過(guò)參數(shù)?-XX:HeapDumpOnOutOfMemoryError?可以讓虛擬機(jī)在內(nèi)存溢出異常時(shí)Dump當(dāng)前內(nèi)存堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)快照
通過(guò)內(nèi)存映像分析工具（如：Eclipse Memory Analyzer）對(duì)Dump出的堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)快照分析，判斷是內(nèi)存泄露還是內(nèi)存溢出
如果是內(nèi)存泄露：通過(guò)工具查看泄露對(duì)象的類型信息和它們到?GC Roots?的引用鏈信息，分析GC收集器無(wú)法自動(dòng)回收它們的原因，定位內(nèi)存泄露的代碼位置
如果是內(nèi)存溢出：檢查堆參數(shù)?-Xms和-Xmx，看是否可調(diào)大；代碼上檢查某些對(duì)象生命周期過(guò)長(zhǎng)，持有時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的情況，嘗試減少程序運(yùn)行期間內(nèi)存消耗
(2)除程序計(jì)數(shù)器外，JVM其他幾個(gè)運(yùn)行時(shí)區(qū)域都可能發(fā)生OutOfMemoryError異常
(3)棧的兩種異常
1.?StackOverFlowError異常：線程請(qǐng)求的棧深度大于虛擬機(jī)所允許的最大深度
一個(gè)會(huì)發(fā)生stackOverFlow的場(chǎng)景：無(wú)限遞歸，沒(méi)有出口
2.OutOfMemoryError異常：虛擬機(jī)擴(kuò)展棧時(shí)無(wú)法申請(qǐng)足夠的內(nèi)存空間
一個(gè)會(huì)發(fā)生OutOfMemory的場(chǎng)景：list，無(wú)限添加元素
解決虛擬機(jī)棧兩種異常的辦法：
1.檢查代碼中是否有死遞歸
2.配置?-Xss?增大每個(gè)線程的棧內(nèi)存容量，但會(huì)減少工作線程數(shù)，需要權(quán)衡
3、常用的JVM參數(shù)設(shè)置
(1)-Xss，設(shè)置棧的大小，不熟悉最好使用默認(rèn)值，當(dāng)棧中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)比較多時(shí)，需要適當(dāng)調(diào)大這個(gè)值，否則會(huì)出現(xiàn)java.lang.StackOverflowError異常
(2)?堆內(nèi)存設(shè)置：
①?-Xms，初始堆大小，Server端JVM最好將-Xms和-Xmx設(shè)為相同值，開(kāi)發(fā)測(cè)試機(jī)JVM可以保留默認(rèn)值
②?-Xmx，最大堆大小，默認(rèn)為物理內(nèi)存的1/4，最佳設(shè)值應(yīng)該視物理內(nèi)存大小及計(jì)算機(jī)內(nèi)其他內(nèi)存開(kāi)銷而定
? 默認(rèn)空余堆內(nèi)存小于?40%時(shí)，JVM就會(huì)增大堆直到-Xmx的最大限制；空余堆內(nèi)存大于70%時(shí)，JVM會(huì)減少堆直到-Xms的最小限制。因此服務(wù)器一般設(shè)置-Xms、?-Xmx相等以避 免在每次GC?后調(diào)整堆的大小。
③?-Xmn:年輕代大小(young區(qū)大小)，通常為?Xmx?的?1/3?或?1/4，不熟悉最好保留默認(rèn)值
④?-XX:SurvivorRatio，設(shè)置年輕代Eden和單個(gè)S區(qū)的比例，默認(rèn)為8，即Eden為8/10，兩個(gè)survivor分別為1/10，其中一個(gè)survivor閑置，用于復(fù)制，所以年輕代實(shí)際可用的內(nèi)存 大小為-Xmn設(shè)置值的9/10，Eden設(shè)置的太大的話，會(huì)導(dǎo)致GC變慢，并且沒(méi)有足夠的survivor幸存者空間，會(huì)導(dǎo)致GC直接到達(dá)老年代，老年代滿的更快，會(huì)更早觸發(fā)FullfGC， Eden設(shè)置的過(guò)小，則MinorGC頻繁，會(huì)影響線上程序運(yùn)行，因?yàn)?/span>GC會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用程序暫停
⑤?-XX:MaxTenuringThreshold，設(shè)置年輕代中回收區(qū)對(duì)象的年齡，默認(rèn)15，可通過(guò)命令指定，如果設(shè)置為0，表示Eden回收時(shí)，不經(jīng)過(guò)Survivor，直接到達(dá)老年代
? (3)?持久代設(shè)置：
①?-XX:PermSize，方法區(qū)(永久代，或稱非堆區(qū))初始分配的內(nèi)存大小，其全稱為permanent size(持久化內(nèi)存)
②?-XX:MaxPermSize=64m，永久代的最大大小，超過(guò)這個(gè)值，將會(huì)拋出OutOfMemoryError:PermGen
? 在配置之前一定要慎重的考慮一下自身軟件所需要的非堆區(qū)內(nèi)存大小，因?yàn)槌志么鷥?nèi)存是不會(huì)被java垃圾回收機(jī)制進(jìn)行處理的地方。
?最大堆內(nèi)存與最大非堆內(nèi)存的和絕對(duì)不能夠超出操作系統(tǒng)的可用內(nèi)存。
? ?(4)?元空間的設(shè)置：
JDK 1.8?的時(shí)候，方法區(qū)(HotSpot?的永久代)被徹底移除了(JDK1.7?就已經(jīng)開(kāi)始?了)，取而代之是元空間，元空間使用的是直接內(nèi)存。配置如下：
-XX:MetaspaceSize=N //設(shè)置?Metaspace?的初始（和最小大小）
-XX:MaxMetaspaceSize=N //設(shè)置?Metaspace?的最大大小
與永久代很大的不同就是，元空間解決了永久代易發(fā)生內(nèi)存溢出的問(wèn)題，但是要注意，如果不指定元空間的大小，隨著更多類的創(chuàng)建，虛擬機(jī)會(huì)耗盡所有可用的系統(tǒng)內(nèi)存。
?4、JVM的分代介紹
因?yàn)镚C垃圾回收的主要區(qū)域是堆區(qū)，從GC的角度來(lái)說(shuō)，java堆又細(xì)分為新生代和老年代，另外有一部分是持久代，來(lái)代表方法區(qū)，是為了方便管理，是方法區(qū)在堆區(qū)開(kāi)辟出來(lái)的一塊邏輯空間，下圖為分代示意圖(圖片來(lái)自于網(wǎng)絡(luò))
(1)新生代，新生代又分為三個(gè)區(qū)域，包括Eden區(qū)和兩個(gè)Survivor幸存者區(qū)，Eden區(qū)主要存放new出來(lái)的對(duì)象，Survivor主要存放上一次GC之后的幸存者，作為這一次GC的被掃描者，分別對(duì)應(yīng)圖中的S0和S1，兩個(gè)Survivor區(qū)等大，其中一個(gè)閑置，所以新生代實(shí)際可用的內(nèi)存大小要減去其中一個(gè)幸存者區(qū)域的大小
(2)老年代，老年代主要存放大對(duì)象，或從MinorGC過(guò)來(lái)的到達(dá)一定年齡仍然幸存的對(duì)象
(3)持久代，即方法區(qū)，用于存放已被虛擬機(jī)加載的類的信息，靜態(tài)變量，常量，和編譯后的代碼等信息，持久代能被GC的是廢棄的常量，持久代對(duì)垃圾回收沒(méi)有顯著影響
?5、GC的回收過(guò)程
(1)?MinorGC的過(guò)程：MinorGC采用復(fù)制算法，首先，把Eden區(qū)域和使用的幸存者區(qū)域(SurvivorFrom)中存活的對(duì)象復(fù)制到另一塊空閑的幸存者區(qū)(SurvivorTo)中，同時(shí)，把這些對(duì)象的年齡+1，如果有對(duì)象的年齡已經(jīng)達(dá)到了老年代的標(biāo)準(zhǔn)，則賦值到老年代區(qū)，如果空閑的幸存者區(qū)(SurvivorTo)不夠存放Eden和使用的幸存者區(qū)(SurvivorFrom)移動(dòng)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，則直接放到老年代，然后，清空Eden和使用的幸存者區(qū)中(SurvivorFrom)的對(duì)象，然后，幸存者區(qū)互換，SurvivorTo中的數(shù)據(jù)換到SurvivorFrom中，SurvivorFrom繼續(xù)等待下一次GC，Survivor區(qū)每熬過(guò)一次MinorGC，就將對(duì)象的年齡+1，當(dāng)對(duì)象的年齡到達(dá)某個(gè)值時(shí)(默認(rèn)時(shí)15，可用通過(guò)參數(shù)-XX:MaxTenuringThreshold?來(lái)設(shè)定)，這些對(duì)象就會(huì)成為老年代
? (2)?MajorGC的過(guò)程：老年代的回收，不會(huì)那么頻繁，老年代使用的回收算法是標(biāo)記-清除或標(biāo)記-整理算法，標(biāo)記-清除算法會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片，即不連續(xù)的空間，如果此時(shí)，有大的對(duì)象進(jìn)來(lái)，內(nèi)存中沒(méi)有足夠的連續(xù)空間時(shí)，會(huì)提前觸發(fā)FullGC(這是一個(gè)優(yōu)化點(diǎn))，一次FullGC的時(shí)間要比一次MinorGC的時(shí)間長(zhǎng)，當(dāng)年老代也裝不下，就會(huì)拋出OOM(Out Of Memory)異常 (3)?Full GC的觸發(fā)：老年代滿了而無(wú)法容納更多的對(duì)象，會(huì)觸發(fā)Full GC，Full GC?清理整個(gè)內(nèi)存堆，包括年輕代和老年代。
?6、GC的回收算法
(1)?標(biāo)記-清除算法，缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生碎片，且效率不高，標(biāo)記過(guò)程和清除過(guò)程效率都不高
標(biāo)記-清除算法的過(guò)程，分為兩個(gè)過(guò)程，標(biāo)記過(guò)程和清除過(guò)程
①?標(biāo)記過(guò)程，遍歷所有的GC-roots，然后將所有GC-roots可達(dá)的對(duì)象標(biāo)記為存活的對(duì)象(記為1)
②?清除過(guò)程，遍歷堆中的所有對(duì)象，將沒(méi)有標(biāo)記的對(duì)象全部清除掉(沒(méi)有標(biāo)記過(guò)的，記為0)
③?清除過(guò)后，被標(biāo)記過(guò)的對(duì)象留下，標(biāo)志位重新歸0
以下是標(biāo)記-清除算法的圖示(圖片來(lái)自于網(wǎng)絡(luò))
?
(2)?復(fù)制算法，用于年輕代，需要額外的空間來(lái)進(jìn)行復(fù)制操作
復(fù)制算法的過(guò)程，就是把內(nèi)存分為2塊等同大小的內(nèi)存空間(A和B)，使用A進(jìn)行內(nèi)存的使用，當(dāng)A內(nèi)存不足以分配對(duì)象而引起內(nèi)存回收時(shí)，就會(huì)把存活的對(duì)象從A內(nèi)存塊放到B內(nèi) 存塊，然后把A內(nèi)存塊中的對(duì)象全部清除掉，然后在B內(nèi)存塊中使用，當(dāng)B內(nèi)存不足以分配對(duì)象而引起內(nèi)存回收時(shí)，就會(huì)把存活的對(duì)象從B內(nèi)存塊放到A內(nèi)存塊中，然后把B內(nèi)存 塊中的對(duì)象全部清除掉，如此循環(huán)
復(fù)制算法的好處是，避免的空間碎片(內(nèi)存中不連續(xù)的空間)，缺點(diǎn)是浪費(fèi)了一半的空間，降低空間使用率
? 以下是復(fù)制算法的圖示(圖片來(lái)自于網(wǎng)絡(luò))
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(3)?標(biāo)記-整理算法(Mark-Compact)，用于老年代
標(biāo)記-整理算法的過(guò)程，標(biāo)記過(guò)程仍然與標(biāo)記-清除算法一樣，但后續(xù)步驟不是直接?對(duì)可回收對(duì)象進(jìn)行清理，而是讓所有存活的對(duì)象都向一端移動(dòng)，然后直接清理掉端邊界以 外的內(nèi)存
以下是標(biāo)記-整理算法的圖示(圖片來(lái)自于網(wǎng)絡(luò))
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? 從圖中可以看出，標(biāo)記-整理算法，避免了標(biāo)記-清除算法產(chǎn)生內(nèi)存碎片的問(wèn)題，?也避免了復(fù)制算法中內(nèi)存浪費(fèi)的問(wèn)題，存在的問(wèn)題就是效率問(wèn)題，比前兩者效率低
(4)?分代收集，JVM實(shí)際GC中使用的，根據(jù)對(duì)象存活周期的不同，分新生代和老年代，新生代使用復(fù)制算法，因?yàn)槊看?/span>GC只有少量的對(duì)象存活，用復(fù)制算法只需要付出少量存活對(duì) 象的復(fù)制成本就可以完成收集，老年代使用標(biāo)記-整理算法或標(biāo)記-清除算法，老年代中，對(duì)象存活率高，沒(méi)有額外的擔(dān)保空間，就必須使用標(biāo)記-清除或標(biāo)記-整理算法
以下是分代收集算法的圖示(圖片來(lái)自于網(wǎng)絡(luò))
7、GC的回收器
1、收集器
(1)?serial收集器，是單線程收集器，用于新生代，使用復(fù)制算法，在GC時(shí)，會(huì)暫停其他所有工作的線程，直到GC結(jié)束，常用于client模式下的虛擬機(jī)
(2)?parNew收集器，是serial的多線程版本，也用于新生代，使用復(fù)制算法
parNew和serial都可以且只能和老年代的CMS和serial old組合使用
(3)?Parallel Scarenge收集器，用于新生代，使用復(fù)制算法，主要關(guān)注吞吐量，適合在后臺(tái)運(yùn)算且不需要太多交互的任務(wù)
(4)?Serial old收集器，是serial收集器的老年代版本，是單線程收集器，使用標(biāo)記-整理算法，也是給client下的虛擬機(jī)用
(5)?Parallel old，用于老年代，使用標(biāo)記-整理算法，注重吞吐量，及CPU敏感的場(chǎng)合優(yōu)先考慮使用parallel + parallel old組合
(6)?CMS(concurrent Mark Sweep)收集器，特點(diǎn)是獲取最短回收停頓時(shí)間為目標(biāo)的收集器，使用標(biāo)記-清除算法，支持并發(fā)、低停頓，缺點(diǎn)是對(duì)CPU資源敏感(在并發(fā)階段，雖然不會(huì)導(dǎo)致用戶線程停頓，但會(huì)因?yàn)檎加靡徊糠志€程(或CPU資源)，而導(dǎo)致應(yīng)用程序變慢），會(huì)導(dǎo)致吞吐量降低，且無(wú)法收集浮動(dòng)垃圾(標(biāo)記-清除算法，會(huì)產(chǎn)生大量的碎片)，會(huì)導(dǎo)致FullGC，可以用serial old臨時(shí)替代
(7)?G1，JDK7中新增的回收器，是JDK9默認(rèn)的回收器，特點(diǎn)是，面向服務(wù)端應(yīng)用的垃圾收集器，支持并發(fā)與并行，充分利用CPU多核，縮短stop時(shí)間，且可預(yù)測(cè)停頓，采用分代收集，整體是標(biāo)記-整理算法，局部是復(fù)制算法，不會(huì)產(chǎn)生碎片
2、G1回收器的工作原理
(1)G1的分代收集，如下圖(圖片來(lái)自于網(wǎng)絡(luò))
? G1的分代收集，將整個(gè)堆分成n個(gè)大小相等的Region區(qū)域，每個(gè)Region占用一塊連續(xù)的虛擬內(nèi)存地址，新生代和老生代不再是物理隔離，而是一部分Region的集合，Region的大小可以通過(guò)-XX:G1HeapRegionSize設(shè)定，如果未設(shè)置，默認(rèn)是2048份，G1仍是分代收集，除Eden、Survivor、Old區(qū)域外，還包含Humongous，是專門用來(lái)存放巨型對(duì)象的，即占用空間>50%分區(qū)容量的對(duì)象，以此減少短期存在的巨型對(duì)象對(duì)垃圾收集造成的負(fù)面影響。
G1的回收過(guò)程：
(1)標(biāo)記過(guò)程，G1的標(biāo)記分為幾個(gè)階段，包括全局并發(fā)標(biāo)記，初始標(biāo)記，并發(fā)標(biāo)記，最終標(biāo)記
i. 全局并發(fā)標(biāo)記：基于 STAB(snapshot-at-the-beginning)形式的并發(fā)標(biāo)記，標(biāo)記完成后，G1知道哪個(gè)區(qū)域是空的，它首先會(huì)收集那些產(chǎn)生大量空閑空間的區(qū)域
ii.初始標(biāo)記STW：耗時(shí)很短，標(biāo)記GC-roots能直接關(guān)聯(lián)的對(duì)象，壓入掃描棧
iii.并發(fā)標(biāo)記：與用戶線程并發(fā)執(zhí)行，耗時(shí)較長(zhǎng)，GC線程不斷從掃描棧中取出引用，然后遞歸標(biāo)記，直到掃描棧清空
iv.最終標(biāo)記STW：重新標(biāo)記并發(fā)標(biāo)記期間因用戶程序執(zhí)行而導(dǎo)致引用發(fā)生變動(dòng)的那部分標(biāo)記，寫入屏障Write Barrier標(biāo)記的對(duì)象
(2)清理過(guò)程：統(tǒng)計(jì)各個(gè)Region被標(biāo)記存活的對(duì)象有多少，如果發(fā)現(xiàn)沒(méi)有存活，就會(huì)整體回收到可分配的Region中
(3)拷貝存活對(duì)象：將Region中的存活對(duì)象拷貝到空Region里去，回收原Region空間，繼續(xù)使用
G1不存在Full GC，分為Yong GC和Mix GC兩種，Yong GC是新生代的回收，Mix GC是老年代的收集
8、JVM的優(yōu)化
這是很重要的一部分，JVM參數(shù)平時(shí)不需要頻繁的去調(diào)整，可以通過(guò)觀察應(yīng)用環(huán)境的運(yùn)行，定期的調(diào)整，主要有兩方面，一個(gè)是JVM參數(shù)的調(diào)整，一個(gè)是GC的優(yōu)化，GC優(yōu)化的目標(biāo)是盡量減少GC次數(shù)，盡量在Yong區(qū)完成GC，盡量減少Full GC的次數(shù)，以減少GC對(duì)應(yīng)用程序帶來(lái)的影響
(1)JVM參數(shù)(這里列出所有可調(diào)整的JVM參數(shù)，可根據(jù)各自的環(huán)境酌情設(shè)置)
-Xms4G?是指：?JVM啟動(dòng)時(shí)整個(gè)堆(包括年輕代，年老代)的初始化大小
-Xmx4G?是指：?JVM啟動(dòng)時(shí)整個(gè)堆的最大值，默認(rèn)為物理內(nèi)存的1/4
-Xms和-Xmx的設(shè)置，默認(rèn)空余堆內(nèi)存小于?40%時(shí)，JVM就會(huì)增大堆直到-Xmx的最大限制；空余堆內(nèi)存大于70%時(shí)，JVM會(huì)減少堆直到-Xms的最小限制。因此服務(wù)器一般 設(shè)置-Xms、?-Xmx相等以避免在每次GC?后調(diào)整堆的大小
?
-Xmn2G是指：年輕代的空間大小，通常為?Xmx?的?1/3?或?1/4，剩下的是年老代的空間
-XX:SurvivorRatio=1是指：年輕代Eden區(qū)和單個(gè)S區(qū)的比例，默認(rèn)是8，即Eden占8/10，兩個(gè)Survivor分別占1/10，其中一個(gè)Survivor閑置，用于復(fù)制，所以年輕代實(shí)際可用的內(nèi)存大小未-Xmn設(shè)置值的9/10，Eden設(shè)置的太答的話，會(huì)導(dǎo)致GC變慢，并且沒(méi)有足夠的幸存者空間，會(huì)導(dǎo)致GC直接到達(dá)老年代，老年代滿的更快，會(huì)更早觸發(fā)Full GC，Eden設(shè)置的過(guò)小，則Minor頻繁，會(huì)影響線上程序運(yùn)行，因?yàn)镚C會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用程序暫停
-XX:MaxTenuringThreshold，設(shè)置年輕代中回收區(qū)對(duì)象的年齡，默認(rèn)15，可通過(guò)命令指定，如果設(shè)置為0，表示Eden回收時(shí)，不經(jīng)過(guò)Survivor，直接到達(dá)老年代
-XX:NewRatio，設(shè)置新生代與老年代的比例，如?–XX:NewRatio=2，則新生代占整個(gè)堆空間的1/3，老年代占2/3
(2)GC的參數(shù)優(yōu)化
i.CMS回收器的參數(shù)優(yōu)化
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70，該值代表老年代堆空間的使用率，默認(rèn)值是92，假如設(shè)置為70，就表示第一次?CMS?垃圾收集會(huì)在老年代占用?70%?時(shí)觸發(fā)。過(guò)大會(huì)使?STW?時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，過(guò)小會(huì)影響吞吐率
-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection，-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=4：執(zhí)行4次不壓縮的?Full GC?后，會(huì)執(zhí)行一次內(nèi)存壓縮的過(guò)程，用來(lái)消除內(nèi)存碎片
-XX:+ConcGCThreads，并發(fā)?CMS?過(guò)程運(yùn)行時(shí)的線程數(shù)，CMS?默認(rèn)回收線程數(shù)是(CPU+3) / 4。更多的線程會(huì)加快并發(fā)垃圾回收過(guò)程，但會(huì)帶來(lái)額外的同步開(kāi)銷。
ii.G1回收器的參數(shù)優(yōu)化
-XX:G1HeapRegionSize，指定G1中Rigion的大小，如果未設(shè)置，默認(rèn)將堆內(nèi)存平均分為?2048?份
-XX:MaxGCPauseMillis=n，設(shè)置GC時(shí)最大暫停時(shí)間，這個(gè)目標(biāo)不一定能滿足，JVM會(huì)盡最大努力實(shí)現(xiàn)它，不建議設(shè)置的過(guò)小（<50ms）
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent=n，觸發(fā)G1啟動(dòng)?Mixed GC，表示垃圾對(duì)象在整個(gè)G1?堆內(nèi)存空間的占比??
避免使用?-Xmn?或?-XX:NewRatio等其他顯式設(shè)置年輕代大小的選項(xiàng)，固定年?輕代大小，會(huì)覆蓋暫停時(shí)間目標(biāo)
9、JVM的內(nèi)存分析工具?
JVM自帶的內(nèi)存分析小工具：jconsole、jhat、jmap、jstack、jstat、jstatd、jvisualvm
linux工具：pidstat、vmstat、iostat
eclipse的分析工具：mat
收費(fèi)工具：Jporfiler，yourkit
?
(1)?jconsole，jvm自帶內(nèi)存分析工具,位于jdk的bin目錄下，它提供了圖形界面。可以查看到被監(jiān)控的jvm的內(nèi)存信息，線程信息，類加載信息，MBean信息。
(2)?jhat，jvm自帶內(nèi)存分析工具,位于jdk的bin目錄下，jdk6+版本自帶，能夠分析dump文件，執(zhí)行?jhat -J -Xmx512m [file]?，file就是dump文件路徑。
(3)?jmap，jvm自帶內(nèi)存分析工具,位于jdk的bin目錄下，傾向于分析jvm內(nèi)存中對(duì)象信息，jmap -histo
jmap -dump:file=c:\dump.txt 340??導(dǎo)出dump文件，用專門的dump分析工具分析。
(4)?jstack，jvm自帶內(nèi)存分析工具,位于jdk的bin目錄下，會(huì)顯示線程優(yōu)先級(jí)，線程ID，native線程ID，線程棧起始地址
(5)?jstat，jvm自帶內(nèi)存分析工具，位于jdk的bin目錄下，傾向于分析jvm內(nèi)存的gc情況，常用參數(shù)-gcutil，這個(gè)參數(shù)的作用不斷的顯示當(dāng)前指定的jvm內(nèi)存的垃圾收集的信息。?jstat -gcutil 340 10000，這個(gè)命令是每個(gè)10秒鐘輸出一次jvm的gc信息，10000指的是間隔時(shí)間為10000毫秒。
(6)?jstatd，jvm自帶內(nèi)存分析工具,位于jdk的bin目錄下，一個(gè)RMI的server，它可以監(jiān)控Hotspot的JVM的啟動(dòng)和結(jié)束，同時(shí)提供接口可以讓遠(yuǎn)程機(jī)器連接到JVM。比如?jps ?jstat都可以通過(guò)jstatd來(lái)遠(yuǎn)程觀察JVM的運(yùn)行情況。
(7)?jvisualvm，jvm自帶內(nèi)存分析工具,位于jdk的bin目錄下，JDK6 update 7之后推出，,java可視化虛擬機(jī)，它不但提供了jconsole類似的功能，還提供了jvm內(nèi)存和cpu實(shí)時(shí)診斷，還有手動(dòng)dump出jvm內(nèi)存情況，手動(dòng)執(zhí)行gc。和jconsole一樣，運(yùn)行jviusalvm，在jdk的bin目錄下執(zhí)行jvisualvm，windows下是jvisualvm.exe,linux和unix下是jvisualvm.sh。
(8)?pidstat，linux系統(tǒng)下使用，需要安裝，yum install sysstat，要查看Linux下面進(jìn)程、進(jìn)程組、線程的資源消耗的統(tǒng)計(jì)信息，可以使用pidstat，它可以收集并報(bào)告進(jìn)程的統(tǒng)計(jì)信息。
(9)?vmstat，linux系統(tǒng)下使用，需要安裝，vmstat是Virtual Meomory Statistics（虛擬內(nèi)存統(tǒng)計(jì)）的縮寫，可對(duì)操作系統(tǒng)的虛擬內(nèi)存、進(jìn)程、CPU活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控。是對(duì)系統(tǒng)的整體情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，不足之處是無(wú)法對(duì)某個(gè)進(jìn)程進(jìn)行深入分析。
(10)?iostat，linux系統(tǒng)下使用，需要安裝，yum install sysstat，iostat是I/O statistics（輸入/輸出統(tǒng)計(jì)）的縮寫，iostat工具將對(duì)系統(tǒng)的磁盤操作活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視。它的特點(diǎn)是匯報(bào)磁盤活動(dòng)統(tǒng)計(jì)情況，同時(shí)也會(huì)匯報(bào)出CPU使用情況。iostat也有一個(gè)弱點(diǎn)，就是它不能對(duì)某個(gè)進(jìn)程進(jìn)行深入分析，僅對(duì)系統(tǒng)的整體情況進(jìn)行分析
(11)?MAT，可以通過(guò)MAT分析內(nèi)存泄漏的原因
10、對(duì)象的創(chuàng)建
在語(yǔ)言層面，創(chuàng)建對(duì)象有四種方式：1) clone 2)反序列化 3)反射 4) New
? 而在虛擬機(jī)中，對(duì)象創(chuàng)建的過(guò)程是如何呢？
? JAVA編譯解釋的過(guò)程：.java文件->javac編譯成.class字節(jié)碼文件->jvm解釋執(zhí)行。
?? Java很特殊，Java程序需要編譯但是沒(méi)有直接編譯成機(jī)器語(yǔ)言，即二進(jìn)制語(yǔ)言，而是編譯成字節(jié)碼（.class）再用解釋方式執(zhí)行。java程序編譯以后的class屬于中間代碼，并不是可執(zhí)行程序exe，不是二進(jìn)制文件，所以在執(zhí)行的時(shí)候需要一個(gè)中介來(lái)解釋中間代碼，這既是java解釋器，也就是所謂的java虛擬機(jī)（JVM），也叫JDK。
?
JVM中，對(duì)象創(chuàng)建過(guò)程(New)分三步：1) 類加載 2) 為新對(duì)象分配內(nèi)存 3)初始化
? 在虛擬機(jī)遇到new指令時(shí)：
1)?類加載：確保常量池中存放的時(shí)已解釋的類，且對(duì)象所屬類型已經(jīng)初始化過(guò)，如果沒(méi)有，則先執(zhí)行類加載
2)?為新生對(duì)象分配內(nèi)存：對(duì)象所需內(nèi)存大小在類加載時(shí)可以確定，將確定大小的內(nèi)存從Java堆中劃分出來(lái)
分配空閑內(nèi)存方法：
指針碰撞：假如堆是規(guī)整的，用過(guò)的內(nèi)存和空閑的內(nèi)存各一邊，中間使用指針作為分界點(diǎn)，分配內(nèi)存時(shí)將指針移動(dòng)對(duì)象大小的距離
空閑列表：假如堆是不規(guī)整的，虛擬機(jī)需要維護(hù)哪些內(nèi)存塊是可用的列表，分配時(shí)候從列表中找出足夠大的空閑內(nèi)存劃分，并更新列表記錄
對(duì)象創(chuàng)建在并發(fā)情況下保證線程安全：例如，正在給對(duì)象A分配內(nèi)存，指針還沒(méi)修改，對(duì)象B同時(shí)使用了原來(lái)的指針來(lái)分配內(nèi)存
CAS配上失敗重試
本地線程分配緩沖TLAB(ThreadLocal Allocation Buffer)：將內(nèi)存分配動(dòng)作按線程劃分到不同空間中進(jìn)行，即每個(gè)線程在Java堆中預(yù)先分配一塊內(nèi)存
3)?將分配的內(nèi)存空間初始化為零值：保證對(duì)象的實(shí)例在Java代碼中可以不賦值就可??直接使用，能訪問(wèn)到這些字段的數(shù)據(jù)類型對(duì)應(yīng)的零值（例如，int類型參數(shù)默認(rèn)為0）
4)?設(shè)置對(duì)象頭：設(shè)置對(duì)象的類的元數(shù)據(jù)信息、哈希碼、GC分代年齡等
5)?執(zhí)行
?
?11、對(duì)象的內(nèi)存布局
在HotSpot虛擬機(jī)中，對(duì)象在內(nèi)存中存儲(chǔ)的布局分為3個(gè)區(qū)域，如下圖：
?
? （1）對(duì)象頭(Header)：
i.?MarkWord：存儲(chǔ)對(duì)象自身的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)，例如：哈希碼HashCode、GC分代年齡、鎖狀態(tài)標(biāo)志、線程持有的鎖、偏向線程ID等。考慮空間效率，Mark設(shè)計(jì)為非固定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它根據(jù)對(duì)象的不同狀態(tài)復(fù)用自己的空間，如下表格：
? ii.?指向Class的指針：即對(duì)象指向它的類的元數(shù)據(jù)的指針，虛擬機(jī)通過(guò)這個(gè)指針來(lái)確定是哪個(gè)類的實(shí)例
iii. 如果對(duì)象是Java數(shù)組，對(duì)象頭中還需要一塊記錄數(shù)組長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)
(2) 實(shí)例數(shù)據(jù)(Instance Data)：對(duì)象真正存儲(chǔ)的有效信息，也是程序代碼中定義的各種類型字段的內(nèi)容
(3) 對(duì)齊填充(Padding)：起占位符的作用，因?yàn)?/span>HotSpot VM的要求對(duì)象起始地址必須是8字節(jié)的整數(shù)倍，也就是對(duì)象的大小必須是8字節(jié)的整數(shù)倍，當(dāng)對(duì)象實(shí)例數(shù)據(jù)部分沒(méi)有對(duì)齊時(shí)，需要對(duì)齊填充來(lái)補(bǔ)充
?
??12、對(duì)象的監(jiān)視器
什么是對(duì)象監(jiān)視器，監(jiān)視器是一種同步結(jié)構(gòu)，它基于互斥鎖，允許線程同時(shí)互斥（使用?鎖）和協(xié)作
? 互斥是，當(dāng)一個(gè)線程訪問(wèn)受保護(hù)的數(shù)據(jù)時(shí)，如果沒(méi)有其他線程在等待，?線程獲取鎖?并繼續(xù)執(zhí)行。當(dāng)線程完成執(zhí)行時(shí)，它釋放鎖并退出監(jiān)視器。但如果此時(shí)另一個(gè)線程已經(jīng)擁有監(jiān)視器時(shí)，它必須在entry-set中等待。當(dāng)前面的線程?執(zhí)行完畢退出監(jiān)視器時(shí)，新到達(dá)的線程必須與在入口集中等待的其他線程競(jìng)爭(zhēng)。只有一?個(gè)線程能贏得競(jìng)爭(zhēng)并擁有鎖。
? 協(xié)作是，當(dāng)一個(gè)線程需要數(shù)據(jù)在某一個(gè)狀態(tài)下它才能執(zhí)行，那么另一個(gè)線程負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)?改變到此狀態(tài)
?
對(duì)象監(jiān)視器的一個(gè)理解：對(duì)象監(jiān)視器，任意線程對(duì)Object的訪問(wèn)，首先要先獲得Object?的監(jiān)視器。如果獲取失敗了，線程進(jìn)入同步隊(duì)列，線程狀態(tài)變?yōu)?/span>BLOCKED。當(dāng)訪問(wèn)Object?的線程（獲得了所的線程）釋放了鎖，則該釋放操作喚醒在同步隊(duì)列中的線程，使其重?新嘗試對(duì)監(jiān)視器的獲取。Thread類提供一個(gè)holdsLock(Object obj)方法，當(dāng)且僅當(dāng)對(duì)象?obj的監(jiān)視器被某條線程持有的時(shí)候才返回true，注意這是一個(gè)static方法，意味著某?條線程指的是當(dāng)前線程
?
常見(jiàn)的如生產(chǎn)者/消費(fèi)者的問(wèn)題，當(dāng)讀線程需要緩沖區(qū)處于“不空”的狀態(tài)它才可以從?緩沖區(qū)中讀取任何數(shù)據(jù)，如果它發(fā)現(xiàn)緩沖區(qū)為空，則進(jìn)入wait-set等待。待寫線程用數(shù)?據(jù)填充緩沖區(qū)，再通知讀線程進(jìn)行讀取。這種機(jī)制被稱為“Wait and Notify”或“Signal?and Continue”
?
? 下圖描述了對(duì)象、對(duì)象的監(jiān)視器、同步隊(duì)列和執(zhí)行線程之間的關(guān)系。
?
? 從上圖中可以看到，任意線程對(duì)Object（Object由synchronized保護(hù)）的訪問(wèn)，首先?要獲得Object的監(jiān)視器。如果獲取失敗，線程進(jìn)入同步隊(duì)列，線程狀態(tài)變?yōu)?/span>BLOCKED。?當(dāng)訪問(wèn)Object的前驅(qū)（獲得了鎖的線程）釋放了鎖，則該釋放操作喚醒阻塞在同步隊(duì)?列中的線程，使其重新嘗試對(duì)監(jiān)視器的獲取。
?
那么，對(duì)象的監(jiān)視器到底是做什么的，用在哪里，起什么作用？
為什么使用術(shù)語(yǔ)“監(jiān)視器”而不是“鎖定”？嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，確實(shí)不同，“鎖”是指具有獲取和釋放原語(yǔ)的東西，這些原語(yǔ)和原語(yǔ)保持某些鎖屬性。例如，獨(dú)?占使用或單作者/多讀者。
? “監(jiān)視程序”是一種機(jī)制，可確保在任何給定時(shí)間只有一個(gè)線程可以執(zhí)行給定的代碼?段。可以使用鎖（和“條件變量”，允許線程等待或向其他線程發(fā)送滿足條件的通知）?來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能，但它不僅僅是鎖。實(shí)際上，在Java情況下，不能直接訪問(wèn)監(jiān)視器?使用的實(shí)際鎖。（您不能說(shuō)“ Object.lock（）”來(lái)阻止其他線程獲取它，就像使用Java?Lock實(shí)例一樣。）
?
簡(jiǎn)而言之，如果要學(xué)究的話，“ monitor”實(shí)際上是比“ lock”更好的術(shù)語(yǔ)，用于描述?Java提供的特性。但是實(shí)際上，這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)幾乎可以互換使用。
13、類加載器、反射、雙親委派
(1)類加載器，其作用就是，負(fù)責(zé)將class文件加載到內(nèi)存中
java中，先通過(guò)javac將java文件編譯為class文件，?然后使用ClassLoader類加載器加載class文件到內(nèi)存中，當(dāng)一個(gè)類被使用時(shí)，就會(huì)加載到內(nèi)存中，類加載的過(guò)程包括：加載，驗(yàn)證，準(zhǔn)備，初始化
(2)?雙親委派模型
每一個(gè)類都有一個(gè)相對(duì)應(yīng)的類加載器，系統(tǒng)中的ClassLoader在協(xié)同工作會(huì)默認(rèn)使用雙親委派模型，類加載的過(guò)程，是從父類到子類，類驗(yàn)證的過(guò)程，是從子類到父類，也就是說(shuō)，加載的時(shí)候，首先把該類委派給該父類加載器的loadClass()處理，因此所有的請(qǐng)求最終都應(yīng)該傳送到頂層的啟動(dòng)類加載器BootstrapClassLoader中，然后驗(yàn)證，即在類加載的時(shí)候，系統(tǒng)就會(huì)首先判斷當(dāng)前類是否被加載過(guò)，如果已經(jīng)加載的類會(huì)直接返回，否則都會(huì)嘗試加載，即當(dāng)父類加載器無(wú)法處理時(shí)，都由自己來(lái)處理，當(dāng)父類加載器為null時(shí)，會(huì)使用啟動(dòng)類加載器BoostrapClassLoader作為父類加載器。
雙親委派保證了java程序的穩(wěn)定運(yùn)行，避免了類的重復(fù)加載。
除了BootstrapClassLoaderader其他類加載器均由Java實(shí)現(xiàn)且全部繼承于java.lang.ClassLoader，如果要自定義類加載器，就要繼承ClassLoader。
(3)反射
反射是把.class文件加載進(jìn)內(nèi)存，把.class中的所有內(nèi)容，封裝成?一個(gè)一個(gè)的對(duì)象的過(guò)程，在?程序中可以通過(guò)這些對(duì)象動(dòng)態(tài)的完成方法的調(diào)用，成員變量的賦值，對(duì)象的創(chuàng)建！
反射獲取Class對(duì)象的三種方式：
i、Class.forName(全類名)
ii、類名.class
iii、對(duì)象名.getClass();
source：https://www.cnblogs.com/ll-love/p/13961756.html
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