四：JVM调优与常见异常处理方案

在jvm调优之前，我们必须先了解jvm的内存模型与GC回收机制，这些在我前面的文章里面有介绍！接下来我们通过一个案例来调整jvm性能。

一：调优案例：

　　1.1 编写demo

import java.text.DecimalFormat;
/**
    -XX:+PrintGC         GC回收的时候打印相关日志
    -XX:+UseSerialGC     串行回收
    -XX:+PrintGCDetails  显示详细的GC日志
    
    -Xms               堆初始值
    -Xmx               堆最大可用值
    -XX:SurvivorRatio  新生代中eden空间和from(s0),to(s1)空间的比例.
    
    -XX:NewRation=   新生带与老年代的比例
    -Xss  栈的大小(栈的深度)
 */
public class JVMDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 最大内存
        long maxMemory = Runtime.getRuntime().maxMemory();
        System.out.println("最大堆内存为: "+format(maxMemory)+"MB");
        // 已经使用内存
        long totalMemory = Runtime.getRuntime().totalMemory();
        System.out.println("已使用堆内存: "+format(totalMemory)+"MB");
        // 当前剩余内存
        long freeMemory = Runtime.getRuntime().freeMemory();
        System.out.println("剩余堆内存为: "+format(freeMemory)+"MB");
                
        byte[] b1 = new byte[4 * 1024 * 1024];
        System.out.println("-----分配了4m堆内存-----");
        
        // 当前剩余内存
        long freeMemory2 = Runtime.getRuntime().freeMemory();
        System.out.println("剩余堆内存为: "+format(freeMemory2)+"MB");
    }
    /**
     * 将堆内存单位格式化成 MB
     */
    static private String format(long maxMemory) {
        float num = (float) maxMemory / (1024 * 1024);
        DecimalFormat df = new DecimalFormat("0.00");// 格式化小数
        String s = df.format(num);// 返回的是String类型
        return s;
    }
}

 　　1.2 配置参数,打印jvm信息:  右键 --> Run As --> Run Configurations... --> Arguments --> VM arguments 输入配置信息  -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseSerialGC

　　

　　1.3 运行java代码， 查看jvm信息

// 这些信息与电脑配置参数有关,我们的具体数据可能不一样，但是内存模型数据比例是一样的
最大堆内存为: 1890.81MB  // 大约1900MB
已使用堆内存: 119.88MB   // 已用120MB
剩余堆内存为: 117.89MB   // 剩余117MB
-----分配了4m堆内存-----
剩余堆内存为: 113.89MB   // 用了4mb后还剩113MB
Heap
 def new generation   total 38080K, used 6805K [0x0000000085c00000, 0x0000000088550000, 0x00000000ae800000)
 // 可以看出新生代中默认 eden区 from区 to区比例为 33856:4224:4224 即 8:1:1
  eden space 33856K,  20% used [0x0000000085c00000, 0x00000000862a57a8, 0x0000000087d10000)
  from space 4224K,   0% used [0x0000000087d10000, 0x0000000087d10000, 0x0000000088130000)
  to   space 4224K,   0% used [0x0000000088130000, 0x0000000088130000, 0x0000000088550000)
 // 老年代和新生代默认比例为 84672:(33856+4224+4224)  即2:1
 tenured generation   total 84672K, used 0K [0x00000000ae800000, 0x00000000b3ab0000, 0x0000000100000000)
   the space 84672K,   0% used [0x00000000ae800000, 0x00000000ae800000, 0x00000000ae800200, 0x00000000b3ab0000)
 // 元空间
 Metaspace       used 3652K, capacity 4600K, committed 4864K, reserved 1056768K
  class space    used 410K, capacity 428K, committed 512K, reserved 1048576K

 　　1.4 jvm常见参数含义

　　1.5 调优总结:

　　　　1.将初始的堆大小与最大堆大小相等,来垃圾回收次数从而提高效率。
　　　　2.将新生代或老年代的比例设置为1/3 或者 1/4,让GC尽量去新生代去回收。
　　　　   　　-Xms2000m -Xmx2000m -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseSerialGC -XX:NewRatio=4

　　　　此时重新运行java类， 可以对比jvm信息

　　　　　

　　1.6 Tomcat修改JVM参数：  linux系统修改tomcat/bin/catalina.sh文件，win系统修改tomcat/bin/catalina.bat文件。

　　　　JAVA_OPTS="-server -Xms800m -Xmx800m -XX:PermSize=256m -XX:MaxPermSize=512m -XX:MaxNewSize=512m"

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什么是内存泄漏及如何避免

 　　  内存泄漏即：对象可达但不可用，一个对象不再需要使用本该回收时，另一个正在使用的对象却持有它的引用，导致无法回收停留在堆内中。

　　   防止内存泄露：

　　　　　　1.尽早释放无用对象的引用, 将不需要使用的对象设置为null，暗示垃圾收集器来收集该对象，防止发生内存泄漏。  

　　　　　　2.程序进行字符串处理时，尽量避免使用String，而应该使用StringBuffer。

 　　　　　   3.尽量少用静态变量

　　　　　　4.尽量运用对象池技术以提高系统性能

Jvm常见异常处理方案

 　　内存泄漏： java.lang.OutOfMemory Error:Java heap space

   　　　　解决思路：  1. 先查看是不是内存泄漏，如果是通过GC Root的路径来排查

　　　　　　　　　　  2. 查看堆内存是否有对象没释放。

　　　　　　　　　　  3. 加大物理内存 –Xms， -Xmx，最好-Xms = -Xmx，减少内存扩展的开销。

                 控制参数：  -Xms (starting 堆的起始大小)         -Xmx (max 堆的最大大小)         -Xmn (new 堆的新生代大小)

　　内存溢出： java.OutOfMemory Error:PermGen space

                  解决思路：  增加参数：-XX:PrintGCDetails，-XX:+PrintGCTimeStamps和-XX:+PrintGCDateStamps　

　　线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度：java.lang.StackOverflow Error

  　　　　解决思路： 可以将栈的深度，理解为数组的长度。

  　　　　控制参数：  1. 加大-Xss(每个线程的堆栈大小)参数。  

　　　　　　　　　　 2. 更换64位虚拟机。

　　　　　　　　　　 3. 减少线程。        

　　　　　　　　　　 4. 减少最大堆（Xmx）。

         java.lang.OutOfMemory Error,有allocate、Native字样

 　　　　解决思路：  加大本地内存-MaxDirectMemorySize如不指定则与-Xmx一致。

　　　　以centos6.8 ，100G的内存，参考配置如下：

　　　　　　JAVA_OPTS="-Xms8g -Xmx8g

　　　　　　　　　　　　-XX:ParallelGCThreads=8

　　　　　　　　　　　　-XX:PermSize=2g

　　　　　　　　　　　　-XX:MaxPermSize=4g

　　　　　　　　　　　　-Xss512k -Xmn6g

　　　　　　　　　　　　-XX:-DisableExplicitGC

　　　　　　　　　　　　-XX:+UseCompressedOops

　　　　　　　　　　　　-XX:+UseConcMarkSweepGC

　　　　　　　　　　　　-XX:+CMSParallelRemarkEnabled"

　　　CATALINA_OPTS="-Xms8g -Xmx8g

　　　　　　　　　　　　-XX:ParallelGCThreads=8

　　　　　　　　　　　　-XX:PermSize=2g

　　　　　　　　　　　　-XX:MaxPermSize=4g

　　　　　　　　　　　　-Xss512k -Xmn6g

　　　　　　　　　　　　-XX:-DisableExplicitGC

　　　　　　　　　　　　-XX:+UseCompressedOops

　　　　　　　　　　　　-XX:+UseConcMarkSweepGC

　　　　　　　　　　　　-XX:+CMSParallelRemarkEnabled"