JVM 的学习总结

关于 JVM 的学习笔记，包括类加载机制，GC算法，垃圾回收器，内存空间及相关调优命令介绍

JVM

• GC
  • 存活对象判断
    • 引用计数
      • 每个对象都有一个引用计数属性，新增一个引用时+1，释放时-1，当计数为0时可回收 <无法解决循环引用的问题>
    • 可达性分析
      • 从 GC Roots 开始，开始往下搜索，当一个对象到 GC Roots 没有任何引用时即可回收
  • 垃圾收集算法
    • 标记-清除算法
      • 不存活的对象标记起来直接清除
      • 缺点：效率低下，内存空间不连续了
    • 复制算法
      • 将内存空间均分为二，存活的对象复制到一端，直接清理另一端即可
      • 缺点：可用空间缩小一半，复制大量对象导致效率低下
    • 标记-整理算法
      • 存活对象压缩了一端，清理掉另一端即可
    • 分代收集算法
      • 年轻代用标记-清除算法，老年代用标记-压缩算法
  • 垃圾收集器
    • Serial 收集器
      • 使用算法：新生代复制算法、老年代标记-压缩
      • 参数设置：<-XX:+UseSerialGC>
    • ParNew 收集器
      • 使用算法：新生代复制算法、老年代标记-压缩
      • 参数设置：<-XX:+UseParNewGC -XX:ParallelGCThreads>
    • Parallel 收集器
      • 使用算法：新生代复制算法、老年代标记-压缩
      • 参数设置：<-XX:+UseParallelGC>
    • Parallel Old 收集器
      • 使用算法：多线程和“标记－整理”算法
      • 参数设置：<-XX:+UseParallelOldGC>
    • CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器
      • 使用算法：标记-清除算法，并发收集、低停顿
      • 参数设置：<-XX:+UseConcMarkSweepGC 使用CMS收集器-XX:+ UseCMSCompactAtFullCollection Full GC后，进行一次碎片整理；整理过程是独占的，会引起停顿时间变长-XX:+CMSFullGCsBeforeCompaction 设置进行几次Full GC后，进行一次碎片整理-XX:ParallelCMSThreads 设定CMS的线程数量（一般情况约等于可用CPU数量>
    • G1 收集器
  • GC 日志收集
    • 配置参数
      • -XX:+PrintGC 输出GC日志-XX:+PrintGCDetails 输出GC的详细日志-XX:+PrintGCTimeStamps 输出GC的时间戳（以基准时间的形式）-XX:+PrintGCDateStamps 输出GC的时间戳（以日期的形式）-XX:+PrintHeapAtGC 在进行GC的前后打印出堆的信息-Xloggc:../logs/gc.log 日志文件的输出路径
• 调优命令
  • jps <jps [options] [hostid]>
    • 参数
      • -l : 输出主类全名或jar路径-q : 只输出LVMID-m : 输出JVM启动时传递给main()的参数-v : 输出JVM启动时显示指定的JVM参数
    • 常用命令
      • jps -l 2832jps -v 2832
  • jstat <jstat [option] LVMID [interval] [count]>
    • 参数
      • -class class loader的行为统计-compiler HotSpt JIT编译器行为统计-gc 垃圾回收堆的行为统计-gccapacity 各个垃圾回收代容量(young,old,perm)和他们相应的空间统计-gcutil 垃圾回收统计概述-gccause 垃圾收集统计概述（同-gcutil），附加最近两次垃圾回收事件的原因-gcnew 新生代行为统计-gcnewcapacity 新生代与其相应的内存空间的统计-gcold 年老代和永生代行为统计-gcoldcapacity 年老代行为统计-gcpermcapacity 永生代行为统计-printcompilation HotSpot编译方法统计
    • 常用命令
      • jstat -gc 2832 1000 10 每个1秒统计一下2832的gc情况，总共打印10次
  • jmap <jmap [option] LVMID>
    • 参数
      • -dump : 生成堆转储快照-finalizerinfo : 显示在F-Queue队列等待Finalizer线程执行finalizer方法的对象-heap : 显示Java堆详细信息-histo : 显示堆中对象的统计信息-permstat : to print permanent generation statistics-F : 当-dump没有响应时，强制生成dump快照
    • 常用命令
      • jmap -heap 2832 查看进程2832的堆情况
  • jhat <jhat [dumpfile]> 经常与命令 jmap 连用
  • jstack <jstack [option] LVMID>
    • 参数
      • -F : 当正常输出请求不被响应时，强制输出线程堆栈-l : 除堆栈外，显示关于锁的附加信息-m : 如果调用到本地方法的话，可以显示C/C++的堆栈
    • 常用命令
      • jstack -l 2832 | more
  • jinfo <jinfo [option] [args] LVMID>
    • 参数
      • -flag : 输出指定args参数的值-flags : 不需要args参数，输出所有JVM参数的值-sysprops : 输出系统属性，等同于System.getProperties()
    • 常用命令
      • jinfo -flags 2832
• 内存空间
  • heap 堆 <存放创建对象的实例，线程共享>
    • 老年代
    • 年轻代
      • 又分为 Eden 区，From Survivor 区，To Survivor区8：1：1
    • 命令参数
      • -Xms设置堆的最小空间大小。-Xmx设置堆的最大空间大小。-XX:NewSize设置新生代最小空间大小。-XX:MaxNewSize设置新生代最大空间大小
  • 方法区 <存储类信息、常量、静态变量等数据，线程共享>
    • 也被称作永久代，java8中去掉了方法区，叫做MetaSpace也被称为 非堆区
    • 命令参数
      • -XX:PermSize设置永久代最小空间大小。-XX:MaxPermSize设置永久代最大空间大小
  • 栈 <为方法执行服务，线程私有>
    • 本地方法栈
    • JVM 栈
    • 命令参数
      • -Xss设置每个线程的堆栈大小
• 类加载
  • 什么是类的加载？
    • • 类的加载是指读取.class文件的二进制数据到内存中，将其放到运行时数据区的方法区内，并在堆区创建java.lang.class对象，该对象用于封装类在方法区的数据结构，用于提供相应的接口和方法。类加载器会预料某个类即将被加载，然后预先加载它，如果加载过程中出现错误并不会立即抛出，而是等到该类被第一次调用的时候才报告错误。
  • 类的生命周期
    • 1、加载 <.class加载到内存方法区，堆区生成对象>2、验证 <确保被加载的类的正确性>3、准备 <为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值>4、解析 <把类中的符号引用转换为直接引用>5、初始化 <为类的静态变量赋予正确的初始值>
  • 类加载器
    • 1、启动类加载器 <Bootstrap ClassLoader>2、扩展类加载器 <Extension ClassLoader>3、应用程序加载器 <Application ClassLoader>
  • 类的加载方式
    • 1、命令行启动应用时候由JVM初始化加载2、通过Class.forName()方法动态加载3、通过ClassLoader.loadClass()方法动态加载
  • 双亲委派模型
    • 如果应用程序启动类收到了类加载的请求，会将请求传递给扩展类加载器加载，扩展类加载器会将请求传递给启动类加载器。启动类加载器如果找不到类，则让扩展类加载器加载，如果扩展类加载器也找不到，就让应用程序加载器加载