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JVM调优工具有哪些?

作者:卡卷网发布时间:2025-01-09 18:46浏览数量:76次评论数量:0次

<>一、JVM参数推荐

类型参数说明运行模式-severJVM有和两种运行模式,可通过ja-version查看JVM的默认运行模式。(1)lient运行模式,针对桌面应用,加载速度server模式快10%,而运行速度为server模式的10分之一。client下默认的堆容量-Xms1M-Xmx64M(2)server运行模式,针对应用。server下默认的堆容量-Xms128M-Xmx1024M整个堆内存大小-Xms2048M-Xmx2048M视内存情况。-Xms和-Xmx设置相同的值,可以避免每次回收完成后JVM重新分配内存。-XX:NewRatio=年轻代与老年代的占慎用,一般使用默认值。堆大小=新生代(Edem+Svivor[form+to])+老年代。默认新生代(Young)与老年代(Old)的例的值为1:2(该值可通过参数–XX:NewRatio来指定),即:新生代(Young)=1/3的堆空间大小。老年代(Old)=2/3的堆空间大小。其中,新生代(Young)被细分为Eden和两个Svivor区域,这两个Svivor区域分别被命名为from和to,以示区分。默认的,Edem:from:to=8:1:1(可以通过参数–XX:SvivorRatio来设定),即:Eden=8/10的新生代空间大小,from=to=1/10的新生代空间大小。-XX:NewRatio=2:新生代与老年代占值1:2,新生代为1/3堆大小。-XX:NewRatio=3:新生代与老年代占值1:3,新生代为1/4堆大小。-XX:SvivorRatio=4,Svivor(2个)与Eden区的大小值2:4,Eden为4/6新生代-XX:SvivorRatio=3Svivor(2个)与Eden区的大小值值2:3,Eden为3/5新生代JVM每次只会使用Eden和其中的一块Svivor区域来为对象服务,所以无论什么时候,总是有一块Svivor区域是空闲着的。因此,新生代实际可用的内存空间为9/10(即90%)的新生代空间。新生代与老生代XX:SvivorRatio=年轻代Edem与Svivor占-XX:NewSize=?表示新生代初始内存的大小–XX:MaxNewSize=?新生代可被分配的最大内存-XX:PermSize=256m非堆区初始内存分配大小-XX:MaxPermSize=256m非堆区分配的内存的最大上限GC志-Xloggc:/logs/gc.log-XX:+Printetails-XX:+PrintateStamps记录GC志并不会特别地影响Ja程序性能。GC算法-XX:+UseParNewGC-XX:+CMSParallelRemarkEnaled-XX:+UseConcMarkSweepGC-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=75.一般来说推荐使用这些配置,但是根据程序不同的特性,的也有可能更好。发生OOM时创建堆内存转储文件-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError-XX:HeapDumpPath=$CATALINA_ASE/logs发生OOM后的作-XX:OnOutOfMemoryError=$CATALINA_HOME/in/restart.sh.记录内存转储文件后,为了的需要执行一个合适的作。

<>二、Ja运行时数据区

Ja虚拟机在执行Ja程序的过程中会将其的内存划分为若干个不同的数据区域,这些区域有各自的用途、创建和销毁的时间,有些区域随虚拟机进程的启动而存在,有些区域则是依赖用户线程的启动和结束来建立和销毁。Ja虚拟机所的内存包括以下几个运行时数据区域,如图:

<>1、<>程序计数器:

程序计数器(ProgramCounterRegister)是一块较小的内存空间,指向当前线程正在执行的字节码指令,它可以看作是当前线程所执行的字节码的行号指示器。

由于Ja虚拟机的多线程是通过线程轮流切换并分配处理器执行时间的方式来实现的,在任何一个确定的时刻,一个处理器内核都只会执行一条线程中的指令。

因此,为了线程切换后能恢复到正确的执行位置,每条线程都需要有一个的程序计数器,各条线程之间计数器互不影响,存储,我们称这类内存区域为“线程私有”的内存。

如果线程正在执行的是一个Ja方法,这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令的;如果正在执行的是Native方法,这个计数器值则为空(Undefined)。此内存区域是唯一一个在Ja虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

<>2、<>虚拟机栈

与程序计数器一样,Ja虚拟机栈(JaVirtualMachineStacks)也是线程私有的,它的生命周期与线程相同。

虚拟机栈描述的是Ja方法执行的内存模型:每个方法在执行的同时都会创建一个栈帧(StackFrame,是方法运行时的基础数据结构)用于存储局部变量表、作数栈、动态链接、方法出口等信息。每一个方法从调用直至执行完成的过程,就对应着一个栈帧在虚拟机栈中入栈到出栈的过程。

在活动线程中,只有位千栈顶的帧才是有效的,称为当前栈帧。正在执行的方法称为当前方法,栈帧是方法运行的基本结构。在执行引擎运行时,所有指令都只能针对当前栈帧进行作。

<>(1)局部变量表

局部变量表是存放方法参数和局部变量的区域。局部变量没有准备阶段,必须显式初始化。如果是非静态方法,则在index[0]位置上存储的是方法所属对象的实例引用,一个引用变量占4个字节,随后存储的是参数和局部变量。字节码指令中的STORE指令就是将作栈中计算完成的局部变呈写回局部变量表的存储空间内。

虚拟机栈规定了两种异常状况:如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度,将抛出StackOverflowError异常;如果虚拟机栈可以动态扩展(当前大部分的Ja虚拟机都可动态扩展),如果扩展时无法申请到足够的内存,就会抛出OutOfMemoryError异常。

<>(2)作栈

作栈是个初始状态为空的桶式结构栈。在方法执行过程中,会有各种指令往栈中写入和提取信息。JVM的执行引擎是基于栈的执行引擎,其中的栈指的就是作栈。字节码指令集的定义都是基于栈类型的,栈的深度在方法元信息的stack属性中。

<>i++和++i的区别:

i++:从局部变量表取出i并压入作栈(loadmemory),然后对局部变量表中的i自增1(add&storememory),将作栈栈顶值取出使用,如此线程从作栈读到的是自增之前的值。

++i:先对局部变量表的i自增1(loadmemory&add&storememory),然后取出并压入作栈(loadmemory),再将作栈栈顶值取出使用,线程从作栈读到的是自增之后的值。

之前之所以说i++不是原子作,即使使用volatile修饰也不是线程安全,就是因为,可能i被从局部变量表(内存)取出,压入作栈(寄存器),作栈中自增,使用栈顶值更新局部变量表(寄存器更新写入内存),其中分为3步,volatile保证可见性,保证每次从局部变量表读取的都是最新的值,但可能这3步可能被另一个线程的3步打断,产生数据互相覆盖问题,从而导致i的值预期的小。

<>(3)动态链接

每个栈帧中包含一个在常量池中对当前方法的引用,目的是支持方法调用过程的动态连接。

<>(4)方法返回

方法执行时有两种退出情况:

正常退出(即正常执行到任何方法的返回字节码指令,如RETN、IRETN、ARETN等);异常退出。

无论何种退出情况,都将返回至方法当前被调用的位置。方法退出的过程相当于弹出当前栈帧,退出可能有三种方式:

(1)返回值压入上层调用栈帧。

(2)异常信息抛给能够处理的栈帧。

(3)PC计数器指向方法调用后的下一条指令

<>3、<>本地方法栈

本地方法栈(NativeMethodStack)与虚拟机栈所发挥的作用是非常相似的,它们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Ja方法(也就是字节码)服务,而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。SunHotSpot虚拟机直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。与虚拟机栈一样,本地方法栈区域也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

线程开始调用本地方法时,会进入个不再受JVM约束的世界。本地方法可以通过JNI(JaNativeIntece)来访问虚拟机运行时的数据区,甚至可以调用寄存器,具有和JVM相同的能力和权限。当大量本地方法出现时,势必会削弱JVM对的控制力,因为它的出错信息都较黑盒。对内存不足的情况,本地方法栈还是会抛出nativeheapOutOfMemory。

JNI类本地方法最著名的应该是System.crentTimeMillis(),JNI使Ja深度使用作的特性功能,复用非Ja代码。但是在项目过程中,如果大量使用语言来实现JNI,就会丧失跨平台特性。

<>4、<>方法区

方法区(MethodArea)与Ja堆一样,是各个线程共享的内存区域,它用于存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。虽然Ja虚拟机规范把方法区描述为堆的一个逻辑部分,但是它却有一个别名叫做Non-Heap(非堆),目的应该是与Ja堆区分开来。收集行为在这个区域是较少出现的,其内存回收目标主要是针对常量池的回收和对类型的卸载。当方法区无法满足内存分配需求时,将抛出OutOfMemoryError异常。

<>运行时常量池:

A、是方法区的一部分

、存放编译期生成的各种字面量和符号引用

C、Class文件中除了存有类的版本、字段、方法、接口等描述信息,还有一项是常量池,存有这个类的编译期生成的各种字面量和符号引用,这部分内容将在类加载后,存放到方法区的运行时常量池中。

<>5、<>堆(Heap)

Ja对象存储的地方:

(1)Ja堆是虚拟机的内存中最大的一块

(2)Ja堆是所有线程共享的区域

(3)在虚拟机启动时创建

(4)此内存区域的唯一目的就是存放对象实例,几乎所有对象实例都在这里分配内存。存放new生成的对象和数组

(5)Ja堆是收集器的内存区域,因此很多时候称为“GC堆”。

从内存回收的角度来看,由于现在收集器基本都采用分代收集算法,所以Ja堆中还可以细分为:新生代和老年代;再细致一点的有Eden空间、FromSvivor空间、ToSvivor空间等。从内存分配的角度来看,线程共享的Ja堆中可能划分出多个线程私有的分配缓冲区(ThreadLocalAllocationuffer,TLA)。

Ja堆可以处于物理上不连续的内存空间中,只要逻辑上是连续的即可,当前主流的虚拟机都是按照可扩展来实现的(通过-Xmx和-Xms控制)。如果在堆中没有内存完成实例分配,并且堆也无法再扩展时,将会抛出OutOfMemoryError异常。

<>6、<>运行时常量池

运行时常量池(RuntimeConstantPool)是方法区的一部分。Class文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外,还有一项信息是常量池(ConstantPoolTale),用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用,这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。

一般来说,除了保存Class文件中描述的符号引用外,还会把翻译出来的直接引用也存储在运行时常量池中。

运行时常量池相对于Class文件常量池的另外一个重要特征是具备动态性,Ja语言并不要求常量一定只有编译期才能产生,也就是并非预置入Class文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池,运行期间也可能将新的常量放入池中,这种特性被开发人员利用得较多的便是String类的intern()方法。

既然运行时常量池是方法区的一部分,自然受到方法区内存的,当常量池无法再申请到内存时会抛出OutOfMemoryError异常。

<>7、<>直接内存

直接内存(DirectMemory)并不是虚拟机运行时数据区的一部分,也不是Ja虚拟机规范中定义的内存区域。

在JDK1.4中新加入了NIO,引入了一种基于通道(Channel)与缓冲区(uffer)的I/O方式,它可以使用Native函数库直接分配堆外内存,然后通过一个存储在Ja堆中的Directyteuffer对象作为这块内存的引用进行作。这样能在一些场景中显著提高性能,因为避免了在Ja堆和Native堆中来回复制数据。

显然,本机直接内存的分配不会受到Ja堆大小的,但是,既然是内存,肯定还是会受到本机总内存(包括RAM以及SWAP区或者分页文件)大小以及处理器寻址空间的。员在配置虚拟机参数时,会根据实际内存设置-Xmx等参数信息,但经常忽略直接内存,使得各个内存区域总和大于物理内存(包括物理的和作级的),从而导致动态扩展时出现OutOfMemoryError异常。

<>三、JMM(Ja内存模型)

1、Ja的并发采用“共享内存”模型,线程之间通过读写内存的公共状态进行通讯。多个线程之间是不能通过直接传递数据交互的,它们之间交互只能通过共享变量实现。

2、主要目的是定义程序中各个变量的访问规则。

3、Ja内存模型规定所有变量都存储在主内存中,每个线程还有自己的工作内存。

(1)线程的工作内存中保存了被该线程使用到的变量的拷贝(从主内存中拷贝过来),线程对变量的所有作都必须在工作内存中执行,而不能直接访问主内存中的变量。

(2)不同线程之间无法直接访问对方工作内存的变量,线程间变量值的传递都要通过主内存来完成。

(3)主内存主要对应Ja堆中实例数据部分。工作内存对应于虚拟机栈中部分区域。

4、Ja线程之间的通信由内存模型JMM(JaMemoryModel)控制。

(1)JMM决定一个线程对变量的写入何时对另一个线程可见。

(2)线程之间共享变量存储在主内存中

(3)每个线程有一个私有的本地内存,里面存储了读/写共享变量的副本。

(4)JMM通过控制每个线程的本地内存之间的交互,来为程序员提供内存可见性保证。

5、可见性、有序性:

(1)当一个共享变量在多个本地内存中有副本时,如果一个本地内存修改了该变量的副本,变量应该能够看到修改后的值,此为可见性。

(2)保证线程的有序执行,这个为有序性。(保证线程安全)

6、内存间交互作:

(1)lock(锁定):作用于主内存的变量,把一个变量标识为一条线程占状态。

(2)unlock(解锁):作用于主内存的变量,把一个处于锁定状态的变量释放出来,释放后的变量才可以被线程锁定。

(3)read(读取):作用于主内存变量,把主内存的一个变量读取到工作内存中。

(4)load(载入):作用于工作内存,把read作读取到工作内存的变量载入到工作内存的变量副本中

(5)use(使用):作用于工作内存的变量,把工作内存中的变量值传递给一个执行引擎。

(6)assign(赋值):作用于工作内存的变量。把执行引擎接收到的值赋值给工作内存的变量。

(7)store(存储):把工作内存的变量的值传递给主内存

(8)write(写入):把store作的值入到主内存的变量中

6.1、注意:

(1)不允许read、load、store、write作之一单出现

(2)不允许一个线程丢弃assgin作

(3)不允许一个线程不经过assgin作,就把工作内存中的值同步到主内存中

(4)一个新的变量只能在主内存中生成

(5)一个变量同一时刻只允许一条线程对其进行lock作。但lock作可以被同一条线程执行多次,只有执行相同次数的unlock作,变量才会解锁

(6)如果对一个变量进行lock作,将会清空工作内存中此变量的值,在执行引擎使用这个变量前,需要重新执行load或者assgin作初始化变量的值。

(7)如果一个变量没有被锁定,不允许对其执行unlock作,也不允许unlock一个被线程锁定的变量

(8)对一个变量执行unlock作之前,需要将该变量同步回主内存中

<>四、堆的内存划分

Ja堆的内存划分如图所示,分别为年轻代、OldMemory(老年代)、Perm(永久代)。其中在Jdk1.8中,永久代被移除,使用MetaSpace代替。

<>1、<>新生代

(1)使用复制清除算法(Copinng算法),原因是年轻代每次GC都要回收大部分对象。新生代里面分成一份较大的Eden空间和两份较小的Svivor空间。每次只使用Eden和其中一块Svivor空间,然后回收的时候,把存活对象放到未使用的Svivor(划分出from、to)空间中,清空Eden和刚才使用过的Svivor空间。

(2)分为Eden、SvivorFrom、SvivorTo,例默认为8:1:1

(3)内存不足时发生MinorGC

<>2、<>老年代

采用标记-整理算法(mark-compact),原因是老年代每次GC只会回收少部分对象。

<>3、<>Perm

用来存储类的元数据,也就是方法区。

(1)Perm的废除:在jdk1.8中,Perm被替换成MetaSpace,MetaSpace存放在本地内存中。原因是永久代进场内存不够用,或者发生内存泄漏。

(2)MetaSpace(元空间):元空间的本质和永久代类似,都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于:元空间并不在虚拟机中,而是使用本地内存。

<>4、<>堆内存的划分

<>五、回收(GC)

一、判断对象是否要回收的方法:

可达性分析法

1、可达性分析法:通过一系列“GCRoots”对象作为起点进行搜索,如果在“GCRoots”和一个对象之间没有可达路径,则称该对象是不可达的。不可达对象不一定会成为可回收对象。进入DEAD状态的线程还可以恢复,GC不会回收它的内存。(把一些对象当做root对象,JVM认为root对象是不可回收的,并且root对象引用的对象也是不可回收的)

2、以下对象会被认为是root对象:

(1)虚拟机栈(栈帧中本地变量表)中引用的对象

(2)方法区中静态属性引用的对象

(3)方法区中常量引用的对象

(4)本地方法栈中Native方法引用的对象

3、对象被判定可被回收,需要经历两个阶段:

(1)第一个阶段是可达性分析,分析该对象是否可达

(2)第二个阶段是当对象没有重写finalize()方法或者finalize()方法已经被调用过,虚拟机认为该对象不可以被救活,因此回收该对象。(finalize()方法在回收中的作用是,给该对象一次救活的机会)

4、方法区中的回收:

(1)常量池中一些常量、符号引用没有被引用,则会被清理出常量池

(2)无用的类:被判定为无用的类,会被清理出方法区。判定方法如下:

A、该类的所有实例被回收

、加载该类的ClassLoader被回收

C、该类的Class对象没有被引用

5、finalize():

(1)GC回收要回收一个对象的时候,调用该对象的finalize()方法。然后在下一次回收的时候,才去回收这个对象的内存。

(2)可以在该方法里面,指定一些对象在释放前必须执行的作。

二、发现虚拟机频繁fullGC时应该怎么办:(fullGC指的是清理整个堆空间,包括年轻代和永久代)

(1)首先用命令查看触发GC的原因是什么jstat–gccause进程id

(2)如果是System.gc(),则看下代码哪里调用了这个方法

(3)如果是heapinspection(内存检查),可能是哪里执行jmap–histo[:live]命令

(4)如果是GClocker,可能是程序依赖的JNI库的原因

三、常见的回收算法:

1、Mark-Sweep(标记-清除算法):

(1)思想:标记清除算法分为两个阶段,标记阶段和清除阶段。标记阶段任务是标记出所有需要回收的对象,清除阶段就是清除被标记对象的空间。

(2)优缺点:实现简单,容易产生内存碎片

2、Copying(复制清除算法):

(1)思想:将可用内存划分为大小相等的两块,每次只使用其中的一块。当进行回收的时候了,把其中存活对象全部复制到另外一块中,然后把已使用的内存空间一次清空掉。

(2)优缺点:不容易产生内存碎片;可用内存空间少;存活对象多的话,效率低下。3、Mark-Compact(标记-整理算法):

(1)思想:先标记存活对象,然后把存活对象向一边移动,然后清理掉端边界以外的内存。

(2)优缺点:不容易产生内存碎片;内存利用率高;存活对象多并且分散的时候,移动次数多,效率低下

4、分代收集算法:(目前大部分JVM的收集器所采用的算法):

思想:把堆分成新生代和老年代。(永久代指的是方法区)

(1)因为新生代每次回收都要回收大部分对象,所以新生代采用Copying算法。新生代里面分成一份较大的Eden空间和两份较小的Svivor空间。每次只使用Eden和其中一块Svivor空间,然后回收的时候,把存活对象放到未使用的Svivor(划分出from、to)空间中,清空Eden和刚才使用过的Svivor空间。

(2)由于老年代每次只回收少量的对象,因此采用mark-compact算法。

(3)在堆区外有一个永久代。对永久代的回收主要是无效的类和常量

5、GC使用时对程序的影响?

回收会影响程序的性能,Ja虚拟机必须要追踪运行程序中的有用对象,然后释放没用对象,这个过程消耗处理器时间

6、几种不同的回收类型:

(1)MinorGC:从年轻代(包括Eden、Svivor区)回收内存。

A、当JVM无法为一个新的对象分配内存的时候,越容易触发MinorGC。所以分配率越高,内存越来越少,越频繁执行MinorGC

、执行MinorGC作的时候,不会影响到永久代(Tened)。从永久代到年轻代的引用,被当成GCRoots,从年轻代到老年代的引用在标记阶段直接被忽略掉。

(2)MajorGC:清理整个老年代,当eden区内存不足时触发。

(3)FullGC:清理整个堆空间,包括年轻代和老年代。当老年代内存不足时触发

<>六、虚拟机详解(HotSpot)

HotSpotVM,它是SunJDK和OpenJDK中所带的虚拟机,也是目前使用范围最广的Ja虚拟机。

HotSpotVM继承了Sun之前两款商用虚拟机的优点,也有许多自己新的技术优势,HotSpotVM的热点代码探测能力可以通过执行计数器找出最具有编译价值的代码,然后通知JIT编译器以方法为单位进行编译。如果一个方法被频繁调用,或方法中有效循环次数很多,将会分别触发标准编译和OSR(栈上替换)编译动作。通过编译器与解释器恰当地协同工作,可以在最优化的程序响应时间与最佳执行性能中取得平衡,而且无须等待本地代码输出才能执行程序,即时编译的时间压力也相对减小,这样有助于引入更多的代码优化技术,输出质量更高的本地代码。

1、Ja对象创建过程:

(1)虚拟机遇到一条new指令时,首先检查这个指令的参数能否在常量池中定位到一个类的符号引用,并检查这个符号引用代表的类是否已经加载、连接和初始化。如果没有,就执行该类的加载过程。

(2)为该对象分配内存。

A、假设Ja堆是规整的,所有用过的内存放在一边,空闲的内存放在另外一边,中间放着一个指针作为分界点的指示器。那分配内存只是把指针向空闲空间那边挪动与对象大小相等的距离,这种分配称为“指针碰撞”

、假设Ja堆不是规整的,用过的内存和空闲的内存相互交错,那就没办法进行“指针碰撞”。虚拟机通过一个列表,记录哪些内存块是可用的,在分配的时候找出一块足够大的空间分配给对象实例,并更新表上的记录。这种分配方式称为“空闲列表“。

C、使用哪种分配方式由Ja堆是否规整决定。Ja堆是否规整由所采用的收集器是否带有压缩整理功能决定。

D、分配对象保证线程安全的做法:虚拟机使用CAS失败重试的方式保证更新作的原子性。(实际上还有另外一种方案:每个线程在Ja堆中预先分配一小块内存,称为本地线程分配缓冲,TLA。哪个线程要分配内存,就在哪个线程的TLA上分配,只有TLA用完并分配新的TLA时,才进行同步锁定。虚拟机是否使用TLA,由-XX:+/-UseTLA参数决定)

(3)虚拟机为分配的内存空间初始化为零值(默认值)

(4)虚拟机对对象进行必要的设置,例如这个对象是哪个类的实例、如何才能找到对象的元数据信息、对象的Hash码、对象的GC分代年龄等信息。这些信息存放在对象的对象头中。

(5)执行方法,把对象按照程序员的意愿进行初始化。

2、对象的定位访问的方式(通过引用如何去定位到堆上的具体对象的位置):

(1)句柄:使用句柄的方式,Ja堆中将会划分出一块内存作为作为句柄池,引用中存储的就是对象的句柄的。而句柄中包含了对象实例数据和对象类型数据的。

(2)直接指针:使用直接指针的方式,引用中存储的就是对象的。Ja堆对象的布局必须必须考虑如何去访问对象类型数据。

(3)两种方式各有优点:

A、使用句柄访问的好处是引用中存放的是稳定的句柄,当对象被移动(如说回收时移动对象),只会改变句柄中实例数据指针,而引用本身不会被修改。

、使用直接指针,节省了一次指针定位的时间开销。

3、HotSpot的GC算法实现:

(1)HotSpot怎么快速找到GCRoot?HotSpot使用一组称为OopMap的数据结构。在类加载完成的时候,HotSpot就把对象内什么偏移量上是什么类型的数据计算出来,在JIT编译过程中,也会在栈和寄存器中哪些位置是引用。这样子,在GC扫描的时候,就可以直接知道哪些是可达对象了。

(2)安全点:

A、HotSpot只在特定的位置生成OopMap,这些位置称为安全点。

、程序执行过程中并非所有地方都可以停下来开始GC,只有在到达安全点是才可以暂停。

C、安全点的选定基本上以“是否具有让程序长时间执行“的特征选定的。如说方法调用、循环跳转、异常跳转等。具有这些功能的指令才会产生Safepoint。

(3)中断方式:

A、抢占式中断:在GC发生时,首先把所有线程中断,如果发现有线程不在安全点上,就恢复线程,让它跑到安全点上。

、主动式中断:GC需要中断线程时,不直接对线程作,仅仅设置一个标志,各个线程执行时主动去轮询这个标志,当发现中断标记为就自己中断挂起。轮询标记的地方和安全点是重合的。

(4)安全区域:一段代码片段中,对象的引用关系不会发生变化,在这个区域中任何地方开始GC都是安全的。在线程进入安全区域时,它首先标志自己已经进入安全区域,在这段时间里,当JVM发起GC时,就不用管进入安全区域的线程了。在线程将要离开安全区域时,它检查是否完成了GC过程,如果完成了,它就继续前行。否则,它就必须等待直到收到可以离开安全区域的信号。

4、GC时为什么要停顿所有Ja线程?

因为GC先进行可达性分析。可达性分析是判断GCRoot对象到对象是否可达,假如分析过程中对象的引用关系在不断变化,分析结果的准确性就无法得到保证。

5、CMS收集器:

(1)一种以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。

(2)一般用于互联或者/S的服务端

(3)基于标记-清除算法的实现,不过更为复杂,整个过程为4个步骤:

A、初始标记:标记GCRoot能直接引用的对象

、并发标记:利用多线程对每个GCRoot对象进行tracing搜索,在堆中查找其下所有能关联到的对象。

C、重新标记:为了修正并发标记期间,用户程序继续运作而导致标志产生变动的那一部分对象的标记记录。

D、并发清除:利用多个线程对标记的对象进行清除

(4)由于耗时最长的并发标记和并发清除作都是用户线程一起工作,所以总体来说,CMS的内存回收工作是和用户线程一起并发执行的。

(5)缺点:

A、对CPU资源占用较多。可能因为占用一部分CPU资源导致应用程序响应变慢。

、CMS无法处理浮动。在并发清除阶段,用户程序继续运行,可能产生新的内存,这一部分出现在标记过程之后,因此,CMS无法清除。这部分称为“浮动“

C、需要预留一部分内存,在回收时,给用户程序使用。

D、基于标记-清除算法,容易产生大量内存碎片,导致fullGC(fullGC进行内存碎片的整理)

6、对象头部分的内存布局:

HotSpot的对象头分为两部分,第一部分用于存储对象自身的运行时数据,如哈希码、GC分代年龄等。另外一部分用于指向方法区对象类型数据的指针。

7、偏向锁:

偏向锁偏向于第一个获取它的线程,如果在接下来的执行过程,没有线程获取该锁,则持有偏向锁的线程永远不需要同步。(当一个线程获取偏向锁,它每次进入这个锁相关的同步块,虚拟机不在进行任何同步作。当有另外一个线程尝试获取这个锁时,偏向模式宣告结束)

<>七、一次完整的GC流程

首先,任何新对象都分配到eden空间。两个幸存者空间开始时都是空的。

当eden空间填满时,将触发一个MinorGC(年轻代的回收,也称为YoungGC),删除所有未引用的对象,大对象(需要大量连续内存空间的Ja对象,如那种很长的字符串)直接进入老年代。

所有被引用的对象作为存活对象,将移动到第一个幸存者空间S0,并标记年龄为1,即经历过一次MinorGC。之后每经过一次MinorGC,年龄+1。GC分代年龄存储在对象头的MarkWord里。

当eden空间再次被填满时,会执行第二次MinorGC,将Eden和S0区中所有对象清除,并将存活对象复制到S1并年龄加1,此时S0变为空。

如此反复在S0和S1之间切换几次之后,还存活的年龄等于15的对象(JDK8默认15,JDK9默认7,-XX:InitialTeningThreshold=7)在下一次MinorGC时将放到老年代中。

当老年代满了时会触发MajorGC(也称为FullGC),MajorGC清理整个堆–包括年轻代和老年代。

<>八、JVM参数汇总

(1)基本参数

参数名称含义默认值-Xms初始堆大小物理内存的1/64(<1G)默认(MinHeapFreeRatio参数可以调整)空余堆内存小于40%时,JVM就会增大堆直到-Xmx的最大.-Xmx最大堆大小物理内存的1/4(<1G)默认(MaxHeapFreeRatio参数可以调整)空余堆内存大于70%时,JVM会减少堆直到-Xms的最小-Xmn年轻代大小(1.4orlator)注意:此处的大小是(eden+2svivorspace).与jmap-heap中显示的Newgen是不同的。整个堆大小=年轻代大小+年老代大小+持久代大小。增大年轻代后,将会减小年老代大小.此值对性能影响较大,Sun推荐配置为整个堆的3/8-XX:NewSize设置年轻代大小(for1.3/1.4)-XX:MaxNewSize年轻代最大值(for1.3/1.4)-XX:PermSize设置持久代(permgen)初始值物理内存的1/64-XX:MaxPermSize设置持久代最大值物理内存的1/4-Xss每个线程的堆栈大小JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M,以前每个线程堆栈大小为256K.更具应用的线程所需内存大小进行调整.在相同物理内存下,减小这个值能生成更多的线程.但是作对一个进程内的线程数还是有的,不能无限生成,经验值在3000~5000左右。一般小的应用,如果栈不是很深,应该是128k够用的大的应用建议使用256k。这个选项对性能影响较大,需要严格的。和threadstacksize选项解释很类似,文档似乎没有解释,在论坛中有这样一句话:”-XssistranslatedinaVMflagnamedThreadStackSize”一般设置这个值就可以了。-XX:ThreadStackSizeThreadStackSize(0meansusedefaultstacksize)[Sparc:512;Solarisx86:320(was256priorin5.0andearlier);Sparc64it:1024;Linuxamd64:1024(was0in5.0andearlier);allothers0.]-XX:NewRatio年轻代(包括Eden和两个Svivor区)与年老代的值(除去持久代)-XX:NewRatio=4表示年轻代与年老代所占值为1:4,年轻代占整个堆栈的1/5。Xms=Xmx并且设置了Xmn的情况下,该参数不需要进行设置。-XX:SvivorRatioEden区与Svivor区的大小值设置为8,则两个Svivor区与一个Eden区的值为2:8,一个Svivor区占整个年轻代的1/10-XX:LargePageSizeInytes内存页的大小不可设置过大,会影响Perm的大小=128m-XX:+UseFastAccessorMethods原始类型的快速优化-XX:+DisaleExplicitGC关闭System.gc()这个参数需要严格的-XX:MaxTeningThreshold最大年龄如果设置为0的话,则年轻代对象不经过Svivor区,直接进入年老代.对于年老代较多的应用,可以提高效率.如果将此值设置为一个较大值,则年轻代对象会在Svivor区进行多次复制,这样可以增加对象再年轻代的存活时间,增加在年轻代即被回收的概率该参数只有在串行GC时才有效.-XX:+AggressiveOpts加快编译-XX:+UseiasedLocking锁机制的性能改-Xnoclassgc禁用回收-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerM每兆堆空闲空间中SoftReference的存活时间1ssoftlyreachaleojectswillremainaliveforsomeamountoftimeafterthelasttimetheywerereferenced.Thedefaultvalueisonesecondoflifetimeperfreemegayteintheheap-XX:PreteneSizeThreshold对象超过多大是直接在旧生代分配0单位字节新生代采用ParallelScengeGC时无效另一种直接在旧生代分配的情况是大的数组对象,且数组中无外部引用对象.-XX:TLAWasteTargetPercentTLA占eden区的百分1%-XX:+CollectGen0FirstFullGC时是否先YGCFALSE

<>并行收集器相关参数

参数名称含义默认值说明-XX:+UseParallelGCFullGC采用parallelMSC(此项待验证)选择收集器为并行收集器.此配置仅对年轻代有效.即上述配置下,年轻代使用并发收集,而年老代仍旧使用串行收集.(此项待验证)-XX:+UseParNewGC设置年轻代为并行收集可与CMS收集同时使用,JDK5.0以上,JVM会根据配置自行设置,所以无需再设置此值-XX:ParallelGCThreads并行收集器的线程数此值最好配置与处理器数目相等同样适用于CMS-XX:+UseParallelOldGC年老代收集方式为并行收集(ParallelCompacting)这个是JA6出现的参数选项-XX:MaxGCPauseMillis每次年轻代回收的最长时间(最大暂停时间)如果无法满足此时间,JVM会自动调整年轻代大小,以满足此值.-XX:+UseAdaptiveSizePolicy自动选择年轻代区大小和相应的Svivor区例设置此选项后,并行收集器会自动选择年轻代区大小和相应的Svivor区例,以达到目标规定的最低相应时间或者收集频率等,此值建议使用并行收集器时,一直打开.-XX:GCTimeRatio设置回收时间占程序运行时间的百分公式为1/(1+n)-XX:+ScengeeforeFullGCFullGC前调用YGCTRUEDoyounggenerationGCpriortoafullGC.(Introducedin1.4.1.)

<>CMS相关参数

参数名称含义默认值-XX:+UseConcMarkSweepGC使用CMS内存收集中配置这个以后,-XX:NewRatio=4的配置失效了,原因不明.所以,此时年轻代大小最好用-Xmn设置.???-XX:+AggressiveHeap试图是使用大量的物理内存长时间大内存使用的优化,能检查计算资源(内存,处理器数量)至少需要256M内存大量的CPU/内存,(在1.4.1在4CPU的机器上已经显示有提升)-XX:CMullGeforeCompaction多少次后进行内存压缩由于并发收集器不对内存空间进行压缩,整理,所以运行一段时间以后会产生"碎片",使得运行效率降低.此值设置运行多少次GC以后对内存空间进行压缩,整理.-XX:+CMSParallelRemarkEnaled降低标记停顿-XX+UseCMSCompactAtFullCollection在FULLGC的时候,对年老代的压缩CMS是不会移动内存的,因此,这个非常容易产生碎片,导致内存不够用,因此,内存的压缩这个时候就会被启用。增加这个参数是个好习惯。可能会影响性能,但是可以消除碎片-XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly使用手动定义初始化定义开始CMS收集禁止hostspot自行触发CMSGC-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70使用cms作为回收,使用70%后开始CMS收集92CMSInitiatingOccupancyFraction<=((Xmx-Xmn)-(Xmn-Xmn/(SvivorRatior+2)))/(Xmx-Xmn)*100-XX:CMSInitiatingPermOccupancyFraction设置PermGen使用到达多少率时触发92-XX:+CMSIncrementalMode设置为增量模式用于单CPU情况

<>辅助信息

参数名称含义默认值-XX:+PrintGC输出形式:[GC118K->113543K(130112K),0.0094143se][FullGC121376K->10414K(130112K),0.0650971se]-XX:+Printetails输出形式:[GC[DefNew:8614K->781K(9088K),0.0123035se]118K->113543K(130112K),0.0124633se][GC[DefNew:8614K->8614K(9088K),0.0000665se][Tened:112761K->10414K(121024K),0.0433488se]121376K->10414K(130112K),0.0436268se]-XX:+PrintGCTimeStamps-XX:+PrintGC:Print可与-XX:+PrintGC-XX:+Printetails混合使用输出形式:11.851:[GC98328K->93620K(130112K),0.0082960se]-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime打印回收期间程序暂停的时间.可与上面混合使用输出形式:Totaltimeforwhichapplicationthreadswerestopped:0.0468229seconds-XX:+PrintGCApplicationConcrentTime打印每次回收前,程序未中断的执行时间.可与上面混合使用输出形式:Applicationtime:0.5291524seconds-XX:+PrintHeapAtGC打印GC前后的详细堆栈信息-Xloggc:filename把相关志信息记录到文件以便分析.与上面几个配合使用-XX:+PrintClassHistogramgaragecollectseforeprintingthehistogram.-XX:+PrintTLA查看TLA空间的使用情况-XX:+PrintTening查看每次minorGC后新的存活周期的阈值Desiredsvivorsize1048576ytes,newthreshold7(max15)newthreshold7即标识新的存活周期的阈值为7。

<>九、JVM性能调优的工具

(1)jps(JaProcessStatus):输出JVM中运行的进程状态信息(现在一般使用jconsole)

(2)jstack:查看ja进程内线程的堆栈信息。

(3)jmap:用于生成堆转存快照

(4)jhat:用于分析jmap生成的堆转存快照(一般不推荐使用,而是使用EcpliseMemoryAnalyzer)

(5)jstat是JVM计监测工具。可以用来显示回收信息、类加载信息、新生代计信息等。

(6)VisualVM:故障处理工具

END

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