本部分涉及JVM内存结构及GC算法，java调优等知识。
JVM
- JVM内存结构划分（堆、栈、方法区、程序计数器等）
- 标记清除、标记整理及复制算法。
- 常用GC参数
- 常见垃圾回收器及优缺点
- 程序CPU 100%怎样排查？
- 常见的JVM工具有哪些
JVM优化
- 栈上分配 当开启逃逸分析后，JVM会把确定不会溢出的对象放到栈上分配，是JVM的一项优化技术，基本思想是对线程私有的对象将他们打散分配到栈上，分配到栈上的对象可以在函数结束时自行销毁，不需要垃圾回收器介入。
- TLAB (Thread Local Allocation Buffer) 线程本地分配缓存。为提高分配对象效率，会在Eden区为每个线程单独分配一块空间用于其对象分配。可避免线程分配过程中的同步操作。
注意
TLAB默认是开启的，一般不会很大，且当有大对象时不会再TLAB中分配。
垃圾收集器
串行收集器（Serial、Serial Old）
Serial串行收集器，单线程收集器，使用复制算法，在单核CPU上可以发挥很好。用于新生代（client默认收集器）。
Serial Old 串行收集器的老年代版本。使用标记清除算法。可以和多种新生代收集器工作。
使用-XX:+UseSerialGC 开启
优点：
- 简单高效，没有线程切换开销。
- 目前仍是client模式默认收集器。
serial收集器，在GC日志上为
新生代 [DefNew]
老年代 [Tenured]
ParNew(新生代多线程收集器：多线程，独占)
Serial收集器的多线程版本，其参数和Serial一样，使用算法，回收策略也与Serial一样。只是它使用了多线程进行垃圾回收。
可以总结为，除了使用多线程收集以外，与Serial没有什么很大区别，当在单CPU环境下，由于其线程切换的开销，其性能可能还差于Serial收集器。
使用 -XX:+UseParNewGC ParNew收集器用于新生代，会使用串行收集器用于老年代（Serial Old）。
使用 -XX:+UseConcMarkSweepGC ,新生代使用ParNew,老年代使用CMS。
ParallelGC(重吞吐，新生代，多线程)
可以用于控制系统吞吐量，收集算法为复制算法。
使用-XX:MaxGCPauseMills控制收集停顿时间；使用-XX:GCTimeRatio控制吞吐量大小（即用于业务的时间与垃圾回收时间比值，如19，为99%）。
-XX:+UseParallelGC使用ParallelGC收集器，并使用Serial Old作为老年代收集器。
ParallelOldGC(重吞吐，老年代，多线程)
ParallelGC的老年代版本。收集算法为标记-整理算法。
参数-XX:+UseParallelOldGC使用ParallelOldGC收集器，使用ParallelGC作为老年代手机器。
CMS(Concurrent Mark Sweep并发标记清除收集器)
老年代收集器，使用标记-清除算法，关注系统停顿时间。多线程并行收集器。
CMS从整体来说，不像其他收集器垃圾收集时是独占式的，CMS的垃圾收集过程是并发的，和用户线程一起工作。由于CMS工作时没有暂停用户线程，内存可能在收集阶段增长，所以CMS会在内存到达一定阈值后触发回收，而不是等待内存即将满时才回收。使用-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=xx控制回收阈值,xx为百分比。
不过需注意：
- 如果
CMSInitiatingOccupancyFraction设置过高，当CMS在回收过程中剩余内存不足以容下此段时间新对象的内存，则会发生Concurrent Mode Failure,会停掉整个用户线程，使用Serial Old收集，这样反而会更慢。 - CMS使用标记-清除算法，会产生内存碎片。可设置参数
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction,表示在进行多少次不压缩Full GC时进行压缩FullGC,压缩收集时，无法并发处理）
CMS开启参数为：-XX:+UseConcMarkSweepGC。线程数默认为：（cpu数+3）/4。
并发收集线程数设置不当，CMS回收垃圾时，可能会导致性能问题。
CMS一共有以下几步：
- 初始标记， 标记GC root根节点直接关联对象，很快
- 并发标记， 并发标记根节点指向节点，并发（进行可达性分析过程）
- 重新标记，修正并发标记期间，因用户线程仍运行导致变动的对象
- 并发清除，并发清除对象
CMS目前可与新生代ParNew、Serial搭配。当CMS回收失败时，可用Serial Old进行回收。
G1(分区算法)
待续
收集日志
GC表示停顿类型，Full GC表示发生了STW，如果出现Full GC(System)表示使用了显式GC(调用了System.gc())。
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 25600K->4077K(29696K)] 25600K->17349K(98304K), 0.0290039 secs] [Times: user=0.09 sys=0.01, real=0.03 secs]
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 23877K->4064K(29696K)] 37149K->33804K(98304K), 0.0423202 secs] [Times: user=0.12 sys=0.01, real=0.04 secs]
[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 25708K->4080K(29696K)] 55448K->55246K(98304K), 0.0461796 secs] [Times: user=0.16 sys=0.02, real=0.04 secs]
[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 4080K->0K(29696K)] [ParOldGen: 51166K->50318K(68608K)] 55246K->50318K(98304K), [Metaspace: 3306K->3306K(1056768K)], 0.4442177 secs] [Times: user=0.58 sys=0.01, real=0.45 secs]
方括号数字表示 【GC前该内存区域大小->GC后该内存区域大小（该内存总大小）】
GC (Allocation Failure)表示此次GC是分配失败造成的（内存分配不足）
Full GC 和 Young GC
Full GC指老年代GC,YoungGC为年轻代GC。一般Full GC比较慢，大概比YoungGC慢10倍。
常用GC参数
-Xloggc 保存GC日志
-XX:+PrintGCTimeStamps 打印GC日志时的时间
-XX:+PrintGC 打印GC日志
-XX:+PrintGCDetails 打印详细GC日志
排查策略
cpu消耗过高排查
- 使用jps查出运行java进程id（可省略）
- 使用top看上一步查到的进程id的cpu消耗（定位进程）
- 使用
top -Hp pid命令查询该线程下所有进程情况，查看是否有异常cpu的线程（定位线程） - 使用
stack pid(进程id) > stack.log打印线程堆栈到文件，查看文件。 - 将第3部获取到的进程id转为16进制，在线程堆栈里搜索，确定问题线程。
- 如果问题线程是自己代码起的线程，查看该代码是否有问题，若是
VM Thread(垃圾回收线程)，使用jstat -gcutil pid <interval> <count>命令查看垃圾回收情况，关注YGC（青年代回收次数）和FGC（老年代回收次数）。 - 使用
jmap -dump:format=b,file=<堆栈名> piddump堆栈信息，然后用MAT分析堆栈信息。