JVM

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一.虛擬機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

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1.jvm整體架構(gòu)

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類加載子系統(tǒng)：負(fù)責(zé)從文件系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)中加載class信息，存入方法區(qū)中。

方法區(qū)（Perm）：存放加載后的class信息，包括靜態(tài)方法，jdk1.6以前包含了常量池。

參數(shù)：-XX:PermSize初始值? -XX:MaxPermSize最大值

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Java堆（Heap）：java工程的主要內(nèi)存工作區(qū)域，所有線程共享，jdk1.7以后包含了常量池。參數(shù)： -Xms初始值???? -Xmx最大值

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直接內(nèi)存：java堆外，直接向系統(tǒng)申請的內(nèi)存區(qū)間，允許NIO庫使用。申請空間慢，讀寫快。默認(rèn)下最大可用空間等于堆的最大可用空間。在server模式下，讀寫速度是堆的10倍。

參數(shù)：-XX:MaxDirectMemorySize 最大值

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垃圾回收器：

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Java棧：線程私有，用于存放局部變量，方法參數(shù)，同時(shí)和java方法的調(diào)用返回密切相關(guān)。

參數(shù)：-Xss最大值

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本地方法棧：和java棧類似，主要用于本地方法調(diào)用。

PC寄存器：線程私有

執(zhí)行引擎：

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Java [-options] class [args...]

其中-options是java虛擬機(jī)的啟動(dòng)參數(shù)，args是傳遞給main方法的參數(shù)、

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2.java堆

根據(jù)垃圾回收機(jī)制的不同，java堆有可能擁有不同的結(jié)構(gòu)，常見的java堆分為新生代和老年代。其中新生代存放剛創(chuàng)建的對象及年齡不大的對象，老年帶存放著在新生代中經(jīng)歷過多次回收后還存在的對象。

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對象晉升過程：

新生代分為eden區(qū)s0,s1區(qū)（from，to）。多數(shù)情況下對象首先分配在eden區(qū)，在一次新生代回收后，存活下來的對象存入s0或s1區(qū)。每經(jīng)過一次新生代的回收，對象的年齡加1。默認(rèn)情況下年齡達(dá)到15的對象將晉升至老年代。如果在第一次回收的時(shí)候，存活的對象大于s0（s1）空間，將直接晉升至老年代，如果在為對象第一次分配空間時(shí)，對象空間大于eden空間的話，對象也直接分配到老年代。

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3.java棧

Java棧和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧有著類似的含義，先進(jìn)后出，只支持入棧和出棧操作。Java棧中保存的只要內(nèi)容是棧幀，每一次進(jìn)行函數(shù)調(diào)用，都會有一個(gè)對應(yīng)的棧幀被壓入棧中，函數(shù)調(diào)用結(jié)束，都會有一個(gè)棧幀被彈出棧。

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棧幀

每一個(gè)棧幀中包含局部變量表，操作數(shù)棧和幀數(shù)據(jù)區(qū)。

棧上分配

棧上分配的基本思想，是將線程私有的對象，打散分配到棧上，分配在棧上的函數(shù)調(diào)用結(jié)束后對象會自行銷毀，不需要垃圾回收接入，從而提升性能。對于大量的零散小對象，棧上分配提供了一種很好的對象分配優(yōu)化策略，但由于和堆空間相比，棧空間較小，因此大對象無法也不適合在棧上分配

棧上分配依賴逃逸分析和標(biāo)量替換的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)必須在server模式下才能啟用。參數(shù)-XX:+DoEscapeAnalysis啟用逃逸分析???? -XX:+EliminateAllocations開啟標(biāo)量替換(默認(rèn)打開).

例：-server -Xms 100m -Xmx 100m -XX:+DoEscapeAnalysis -XX:+EliminateAllocations

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二．Jvm常用參數(shù)

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1.GC參數(shù)

-XX:+PrintGC??? 每次觸發(fā)GC的時(shí)候打印相關(guān)日志

-XX:+PrintGCDetails??? 更詳細(xì)的GC日志

-XX:+PrintHeapAtGC??? 每次GC時(shí)打印堆的詳細(xì)詳細(xì)信息

-XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime??? 打印應(yīng)用程序執(zhí)行時(shí)間

-XX:+PrintGCApplicationAtoppedTime??? 打印應(yīng)用程序由GC引起的停頓時(shí)間

-XX:+PrintReferenceGC??? 跟蹤系統(tǒng)內(nèi)的軟引用，弱引用，虛引用和finallize隊(duì)列。

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1.類跟蹤

-verbose:class??? 跟蹤類的加載和卸載

-XX:+TraceClassLoading??? 單獨(dú)跟蹤類加載

-XX:+TraceClassUnloading??? 單獨(dú)跟蹤類卸載

-XX:+PrintClassHistogram??? 查看運(yùn)行時(shí)類的分布情況，使用時(shí)在控制臺按ctrl+break

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2.系統(tǒng)參數(shù)查看

-XX:+PrintVMOptions?????? 運(yùn)行時(shí)，打印jvm接受的命令行顯式參數(shù)

-XX:+PrintCommandLineFlags??? 打印傳遞jvm的顯式和隱式參數(shù)

-XX:+PrintFlagsFinal??? 打印所有系統(tǒng)參數(shù)值

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3.堆

-Xms??? 堆初始值

-Xmx??? 堆最大可用值

-Xmn??? 新生代大小，一般設(shè)為整個(gè)堆的1/3到1/4左右

-XX:SurvivorRatio??? 設(shè)置新生代中eden區(qū)和from/to空間的比例關(guān)系n/1

-XX:NewRatio??? 設(shè)置老年代與新生代的比

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想要合理的分配堆內(nèi)存，需要了解對象的晉升過程，可以參照上面介紹堆空間架構(gòu)時(shí)，對對象晉升過程的描述。

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基本策略：堆的不同分布情況，對系統(tǒng)會產(chǎn)生一定的影響。盡可能將對象預(yù)留在新生代，減少老年代GC的次數(shù)（通常老年回收起來比較慢）。實(shí)際工作中，通常將堆的初始值和最大值設(shè)置相等，這樣可以減少程序運(yùn)行時(shí)進(jìn)行的垃圾回收次數(shù)和空間擴(kuò)展，從而提高程序性能。

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4.非堆

-XX:PermSize?? 方法區(qū)（永久區(qū)）初始值

-XX:MaxPermSize??? 方法區(qū)（永久區(qū)）最大值

-Xss??? 設(shè)置棧空間大小

-XX:MaxDirectMemorySize??? 直接內(nèi)存最大可用空間，設(shè)置不當(dāng)可能導(dǎo)致系統(tǒng)OOM

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5.虛擬機(jī)工作模式

-client??? 默認(rèn)工作模式

-server??? server工作模式，啟動(dòng)虛擬機(jī)時(shí)需要顯式指定

與client模式相比，server模式啟動(dòng)較慢，會嘗試搜集更多的系統(tǒng)性能信息，使用更復(fù)雜的優(yōu)化算法對程序進(jìn)行優(yōu)化，server模式下系統(tǒng)完全啟動(dòng)并進(jìn)入穩(wěn)定期后，執(zhí)行速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于client模式，適合長期后臺運(yùn)行的系統(tǒng)。Client模式更適合運(yùn)行時(shí)間不長，又追求啟動(dòng)速度的客戶端程序。

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三．Jvm性能監(jiān)控工具

1.JConsole

內(nèi)存監(jiān)控，線程監(jiān)控，類加載情況，虛擬機(jī)信息

2.Visual VM

線程dump和分析，性能分析，內(nèi)存快照分析，BTrace

3.Mission Control

MBean服務(wù)器，飛行記錄器

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四．分析java堆

1.常見的內(nèi)存溢出原因及解決思路

(1)堆溢出：設(shè)置-Xmx調(diào)整最大可用堆空間

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(2)直接內(nèi)存溢出：可能是系統(tǒng)內(nèi)存空間不足，同時(shí)沒達(dá)到參數(shù)默認(rèn)的上限，沒有觸發(fā)GC導(dǎo)致OOM，解決方法是通過-XX:MaxDirectMemorySize 來限制最大內(nèi)存。

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(3)過多線程導(dǎo)致OOM：由于每開啟一個(gè)線程都會給這個(gè)線程分配一個(gè)棧，因此當(dāng)線程數(shù)達(dá)到一定程度，系統(tǒng)空間不足的時(shí)候就會內(nèi)存溢出，可以嘗試減少堆空間，或者可以通過設(shè)置參數(shù)-Xss限制每個(gè)棧的大小。

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(4)永久區(qū)溢出：系統(tǒng)加載的類過多，導(dǎo)致永久區(qū)溢出，通過-XX:MaxPermSize來設(shè)置永久區(qū)最大可用空間。

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(5)GC效率低下引起的OOM：GC是內(nèi)存回收的關(guān)鍵，回收效率低很有可能引起內(nèi)存溢出，可以通過合理的分配堆（包括新生代和老年代）空間去解決。

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2.String造成的內(nèi)存泄漏

內(nèi)存泄漏是指，不再使用的對象占據(jù)內(nèi)存不釋放，導(dǎo)致可用內(nèi)存不斷減小，最終引起內(nèi)存泄漏。在Java1.6中String.subString()方法就存在這樣的問題。

SubString中新生成的對象并沒有從value中獲取自己需要的那部分，而是直接簡單的使用了相同的引用，只是修改了offset和count，以此來確定新的String對象的值。當(dāng)原始字符串還在用的時(shí)候這種情況是沒有問題的，并且共用value還節(jié)省了部分的空間，但是一旦原始字符串被回收，value中多余的部分就造成了空間浪費(fèi)。

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3.淺堆和深堆

淺堆：是指一個(gè)對象本身所消耗的內(nèi)存，不包括其內(nèi)部引用的對象的大小。

深堆：是指對象的保留集中所有對象淺堆的大小之和。

保留集：是指當(dāng)對象A被垃圾回收后，可以釋放的所有對象的集合（包括A本身），通俗的講就是，僅被對象A所持有的對象的集合。

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4.OQL查詢語句

類似于sql語法的查詢語句，可以在堆中進(jìn)行對象的查找和篩選。

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轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/RUN-TIME/p/5445115.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的一份关于jvm内存调优及原理的学习笔记的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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