故障排查与优化深入专题（四）：深入理解java虚拟机JVM（上）

其他 2019-07-24 15:08:14 阅读次数: 0

一，java的技术体系概述

 

1.1 java介绍

  • java的体系结构规范：

    • java编程语言
    • java Class文件格式
    • java API
    • java VM

  • JVM的核心组件：

    • Class loader
    • 执行引擎（解释器）-----> java进程启动

  • java编程语言的主要特性：

    • 纯面向对象的编程，多线程，结构化错误处理，自动垃圾收集，动态链接，动态扩展

  • java2 EE:

    • java 2 SE:JDK
      • Open JDK，Oracle JDK

    • java 2 EE:JDK + 企业级类库

      • Servlet，JSP，EJB，JMS，JMX，javaMall....

      商业实现：Weblogic，WebSphere，Oc4j，tomcat（java实现阉割版）

  • Web Container :

    • Servlet Container :

      • Tomcat 3.x

    • 实现:

      • 商业版：
        • WebSphere（IBM）
        • Weblogic（Oracle）
        • JBoss
      • 开源实现：
        • Tomcat：轻量级javaWeb服务器（servlet，jsp，jdk）
        • Jetty
        • Resin：重量级javaWeb服务器
 

1.2 java代码的编译与执行

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1.3 java代码的类库调用过程

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index.java --> javaC --> index.class --> class loader --> JVM

 

1.4 javaEE的处理流程

JSP（java server pages）：运行于服务端的java程序，遵循servlet格式标准。
JS（javascript）：网页中的脚本语言（html管理内容，css管理位置，js管理动作）

 
  1. #Servlet格式:
  2. JSP:
  3. <html>
  4. <title></title>
  5. <body>
  6. <h1>...<h1>
  7. <%
  8. ...
  9. java code here
  10. ...
  11. %>
  12. </body>
  13. </html>

以上代码java编译器显然并不认识；
所以我们才需要基于Servlet，将其转换为纯java代码,格式为servlet；
如此一来java编译器才能认识，才能进行公共类的封装。

index.jsp --> Servlet（转译器） --> index_jsp.java--> javaC（编译器） -->index_jsp.class --> class loader（加载器） -->JVM

 

1.5 Tomcat架构分析

QQ截图20181023000059.png-31.2kB

 
  1. #tomcat组件：
  2. <Server>
  3. <Service>
  4. <Connector/>
  5. <Connector/>
  6. <Engine>
  7. <Host>
  8. <Context/>
  9. ...
  10. </Host>
  11. <Host>
  12. </Host>
  13. ...
  14. </Engine>
  15. </Service>
  16. </Server>
  • 每个组件都是由“类”实现；
    • 此些组件可分为如下几类：
      • 顶级组件：Server
      • 服务组件：Service
      • 连接器组件：http，https，ajp
      • 容器类：Engine，Host，Context
      • 被嵌套类组件：valve，logger，realm，loader manager
      • 集群类组件：listener...
 

二，JVM执行分析

 

2.1 Java内存模型概述

QQ截图20181024224904.png-37.4kB

  • 运行时数据区之中内存的分配一共有五块：
    • 堆内存（Heap）：保存真正的程序的数据的部分；
    • java栈（Stack）：保存堆内存的地址，基本数据，方法的执行；
    • 方法区：保存所有的方法的具体操作，该区域属于共享；
    • 程序计数器：这是一块很小内存，只是做一个数据的计数；
    • 本地方法栈：该栈之中说保存的都是操作系统的原生函数。

在整个的JVM内存组成过程中，栈内存是一个非常重要的概念，因为在该内存之中，他需要保存的是一组内容。

  • 栈是运行时的单位，而堆是存储的单元
    • 栈因为是运行单位，里面存储的信息都是跟当前线程（或程序）相关的信息。包括局部变量，程序运行状态，方法返回值等；
    • 堆知识保存对象信息

QQ截图20181026233116.png-54.4kB

  • 栈内存是线程私有的，其生命周期和线程相同；
  • 虚拟机栈描述的是Java方法执行的内存模型：执行一个方法时会产生一个栈帧，随后将其保存到栈（后进先出）的顶部，方法执行完毕后会自动将此栈帧进行出栈。顶部的栈帧就表示的是当前方法；
    • 如果请求的栈的深度过大，虚拟机可能会抛出StackOverflowError异常；
    • 如果虚拟机的实现中允许，虚拟机栈动态扩展，当内存不足以扩展栈的时候，会抛出OutOfMemoryError异常。
  • Java虚拟机栈----栈帧（Stack Frame）
    • Java虚拟机栈会存放的是多个栈帧，包括如下主要组成部分
      • 局部变量表（Local Variables）：方法的局部变量或形参，其以变量槽（solt）为最小单位，只允许保存32位长度的变量，如果超过32位则会开辟两个连续的solt（64位长度，long和double）；
      • 操作数栈（Operand Stack）：表达式计算在栈中完成；
      • 指向当前方法所属的类的运行时常量池的引用（Reference to runtime constant pool）：引用其他类的常量或者使用String池中的字符串；
      • 方法返回地址（Return Address）：方法执行完后需要返回调用此方法的位置，所以需要在栈帧中保存方法返回地址；
 

2.2 java对象的访问模式

在很多面向对象的语言里，都会存在一个叫做句柄的概念，而Java是没有提供有句柄的概念。这个概念的产生主要是在引用数据类型上，例如我们利用Python的句柄去打开一个文件，代码示例如下所示：

 
  1. #句柄在python中的使用
  2. f = open("test") #创建文件句柄以相对路径打开文件（f ===> 指代文件的内存地址）
  3. first_line = f.readline() #读取文件内容的一行，并赋值
  4. print (first_line) #打印文件内容第一行
  5. for num in range(4) : #循环迭代4次
  6. print (f.readline()) #再读一行继续打印（重复4次）
  7. f.close() #关闭文件
  9. #对象（句柄）在java中的使用
  10. Object obj #声明对象，实际上只是表示一个本地的引用，那么这个本地的引用本身一定会保存一个堆内存的地址，在这之中还会包含一个本地变量表的概念，也就是说，引用类型通过本地变量表才能找到一个具体的堆内存的引用数据。
  11. obj = new Object（） #实例化对象，实例化对象就会开辟堆内存空间；在这个过程中有两种做法：通过句柄进行访问；直接指针访问；

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2.3 JVM的规范标准

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现在最具有权威性的只有Oracle一家公司，因为拥有两个虚拟机的版权；
那么，我们现在用的虚拟机到底是什么版本呢？

 
  1. #在安装了jdk环境的系统上查看
  2. [root@Jenkins ~]# which java
  3. /usr/bin/java
  4. [root@Jenkins ~]# java -version
  5. java version "1.8.0_171"
  6. Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_171-b11)
  7. Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.171-b11, mixed mode)

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当前虚拟机采用的是混合模式mixed mode（解释与编译）；
这个的编译并不是像javaC一样将*.java编译成*.class那么简单；
这里面包含了一个JIT（Just Is Time，即时编译）；
JVM在运行的时候，class loader只是把*.class文件做了一个简单的加载过程；
真正运行*.class是JVM的执行引擎在执行的过程中动态完成的。
当然，我们也可以改变这种模式，如下所示：

 
  1. #JVM虚拟机的纯解释模式
  2. [root@Jenkins ~]# java -Xint -version
  3. java version "1.8.0_171"
  4. Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_171-b11)
  5. Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.171-b11, interpreted mode)
  7. #JVM虚拟机的纯编译模式
  8. [root@Jenkins ~]# java -Xcomp -version
  9. java version "1.8.0_171"
  10. Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_171-b11)
  11. Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.171-b11, compiled mode)

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三，JVM内存模型与垃圾收集

  • JVM的垃圾收集主要指的是堆内存空间，那么在我们每一次执行GC的时候需要区分出哪些堆内存需要被回收，哪些不需要被回收，所以为了整体的回收处理方便，JVM将堆内存分为如下的几个组成部分，而这几个组成部分你还需要去考虑JDK版本。
  • 现在的JVM内存划分就必须考虑JDK1.8以前和JDK1.8以后的问题；
 

3.1 Java堆内存模型

QQ截图20181031204758.png-136.1kB

  • 如果简化点来理解的话：
    • 新生代：那些刚刚创建的对象，刚刚创建的对象有可能会存在有许多的垃圾对象，那么这些对象是应该被优先回收的；
    • 老年代：老不死的那类对象，经过了很多次的清理之后你发现该对象依然有用；
    • 永久代：JAVA的intern（）方法进行入池的对象实际上就在永久代中，永久代不会被回收；正因为它的存在本身属于一个BUG性的存在，因此在JDK1.8之后，将它更换为了元空间（电脑的直接内存）。

QQ截图20181031210543.png-133.3kB

在整个内存的组成过程之中每一代的内存都会有一个伸缩区，那么该区域就可以由JVM根据空间的使用情况动态扩充；
当我们适当合理的设置了伸缩区的内存大小之后，就可以得到良好的性能提升，也就是说最容易的性能提升就是改变伸缩区的内存大小设置。

 

3.2 Java对象创建与垃圾回收流程

在Java之中支持有GC的概念，那么GC有两种调用形式：自动调用，手工调用（Runtime.getRuntime().gc()）。但一般情况下，我们很少用手工调用GC的方式。那么什么时候我们会进行自动的GC调用呢？这里面就牵扯到了两类的GC操作环境。

QQ截图20181101210811.png-127.3kB

  • 当我们的程序中需要产生新的实例化对象（关键字new，对象克隆，反射实例化）的时候那么就一定要进行内存空间的开辟，所以此时需要申请新的内存空间；
  • 新对象要申请的对象空间默认都是在伊甸园区（新生）进行开辟，所以首先需要判断伊甸园区是否有空余的内存空间，如果有，那么直接在伊甸园区开辟新的堆内存空间，此时不会发生有GC处理；
  • 如果新对象无法在伊甸园空间申请出新的空间，那么就表示现在的伊甸园的内存空间不足，不足就需要将那些无用的新对象进行回收（Minor GC），当回收完成后要继续判断该空间是否可以容纳新的对象，如果可以容纳，则开辟新的空间保存新的对象；
  • 如果此时伊甸园区即使执行了Minor GC之后发现依然没有可以被回收的对象，那么这个时候将继续判断存活区是否有空间（存活区一般与伊甸园区比率：1：1：8），如果存活区有空余空间，则将那些活跃的伊甸园区的部分对象直接保存给存活区，就相当于伊甸园区可以腾出部分的空间（这个空间非常小）来，供新对象进行使用；
  • 如果此时存活区依然满了（空间不足），则继续向老年代进行内存空间的申请，首先会判断老年代的空间是否空余，如果有空余的空间，则将存活区中的活跃对象保存在老年代，而后存活区得到了空间释放，伊甸园区也就得到了空间释放，从而伊甸园区就可以开辟新的内存空间来保存新的对象；
  • 如果现在老年区也是满的，那么这个时候就会执行FULL GC（完全GC，Major GC）进行老年代的内存释放，如果可以释放成功，则进行对象的保存，如果释放不成功则表示已经没有无用的内存空间了，那么就会抛出OOM错误（OutOfMemoryError）。
 

3.2.1 企业面试题：请问自动的GC什么时候触发？

  • GC的触发有两类：
    • Minor GC：发生在新生代内存空间，当新生代内存空间不足时会进行触发，释放新生代中不活跃的对象；
    • Full GC：发生在老年代内存空间，当老年代的空间不足时会自动触发Full GC，如果触发Full GC之后内存空间依然不足，则会产生OutOfMemoryError的错误提示信息；
 

3.3 Java堆内存基础调整策略（JVM基础优化策略）

  • GC 虽然可以进行内存空间的释放，但同时频繁的GC一定会影响系统性能，那么如何才可以不频繁的发生GC呢？
    • 内存越大GC发生的频率就越低，你的系统的性能一定就越高效。
  • 如果我们给用户使用的内存空间留有伸缩区，那么
    • 可用内存空间不足，就会判断伸缩区是否有空间，而后部分开辟伸缩区的空间。那么这种伸缩区的开辟与回收就有可能产生性能下降。

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如果说现在取消掉伸缩区的概念，让初始化的内存就是最大的可用内存空间，这样就可以实现JVM的性能调整，避免每次gc后都重复性调整堆的大小，可以让整个的代码的执行速度得到提升。

例如：-Xms16g -Xmx16g 将堆内存初始大小和堆内存最大大小设成一样，如此就把“伸缩区”给取消掉了。

 

3.3.1 Tomcat堆内存调优实操演示

 
  1. #在一台启动了tomcat的虚拟机上进行如下操作（未调优前）
  2. [root@Tomcat ~]# pgrep java #查看tomcat的pid号
  3. 15677
  4. [root@Tomcat ~]# jmap -heap 15677 #通过jmap命令追踪java进程的堆信息
  5. Attaching to process ID 15677, please wait...
  6. Debugger attached successfully.
  7. Server compiler detected.
  8. JVM version is 25.171-b11
  10. using thread-local object allocation.
  11. Mark Sweep Compact GC
  13. Heap Configuration: #堆内存初始化配置
  14. MinHeapFreeRatio = 40 #JVM堆最小空闲比率
  15. MaxHeapFreeRatio = 70 #JVM堆最大空闲比率
  16. MaxHeapSize = 255852544 (244.0MB) #JVM堆的最大大小
  17. NewSize = 5570560 (5.3125MB) #新生代的堆内存默认大小
  18. MaxNewSize = 85262336 (81.3125MB) #新生代的堆内存最大大小
  19. OldSize = 11206656 (10.6875MB) #老年代的堆内存最大大小
  20. NewRatio = 2 #新生代和老年代的大小比率（新生代：老年代=1：2）
  21. SurvivorRatio = 8 #新生代中eden区和存活区的大小比值（eden:S0:S1=8:1:1）
  22. MetaspaceSize = 21807104 (20.796875MB) #元空间的默认大小
  23. CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB) #类指针压缩空间大小，默认1G
  24. MaxMetaspaceSize = 17592186044415 MB #元数据最大值，超过此值会触发FULL GC，受限与系统内存大小
  25. G1HeapRegionSize = 0 (0.0MB)
  27. Heap Usage:
  28. New Generation (Eden + 1 Survivor Space): #新生代对内存统计
  29. capacity = 12320768 (11.75MB)
  30. used = 1441680 (1.3748931884765625MB)
  31. free = 10879088 (10.375106811523438MB)
  32. 11.701218625332446% used
  33. Eden Space:
  34. capacity = 11010048 (10.5MB)
  35. used = 1441680 (1.3748931884765625MB)
  36. free = 9568368 (9.125106811523438MB)
  37. 13.094220842633929% used
  38. From Space:
  39. capacity = 1310720 (1.25MB)
  40. used = 0 (0.0MB)
  41. free = 1310720 (1.25MB)
  42. 0.0% used
  43. To Space:
  44. capacity = 1310720 (1.25MB)
  45. used = 0 (0.0MB)
  46. free = 1310720 (1.25MB)
  47. 0.0% used
  48. tenured generation: #老年代堆内存统计
  49. capacity = 27176960 (25.91796875MB)
  50. used = 15395720 (14.682502746582031MB)
  51. free = 11781240 (11.235466003417969MB)
  52. 56.64989756028636% used
  54. 15271 interned Strings occupying 1972184 bytes.
  56. #进行tomcat的基础堆内存参数调优
  57. #调优tomcat的java内存需要在/usr/local/tomcat/bin/catalina.sh文件中加入参数
  58. [root@Tomcat tomcat]# sed -n '121p' bin/catalina.sh
  59. JAVA_OPTS="-Djava.awt.headless=true -Dfile.encoding=UTF-8 -server -Xms1024m -Xmx1024m"
  61. #重启动tomcat
  62. [root@Tomcat ~]# /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
  63. [root@Tomcat ~]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh
  65. #再次最终java进程的堆信息
  66. [root@Tomcat bin]# pgrep java
  67. 15826
  68. [root@Tomcat bin]# jmap -heap 15826
  69. Attaching to process ID 15826, please wait...
  70. Debugger attached successfully.
  71. Server compiler detected.
  72. JVM version is 25.171-b11
  74. using thread-local object allocation.
  75. Mark Sweep Compact GC
  77. Heap Configuration:
  78. MinHeapFreeRatio = 40
  79. MaxHeapFreeRatio = 70
  80. MaxHeapSize = 1073741824 (1024.0MB)
  81. NewSize = 357892096 (341.3125MB)
  82. MaxNewSize = 357892096 (341.3125MB)
  83. OldSize = 715849728 (682.6875MB)
  84. NewRatio = 2
  85. SurvivorRatio = 8
  86. MetaspaceSize = 21807104 (20.796875MB)
  87. CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)
  88. MaxMetaspaceSize = 17592186044415 MB
  89. G1HeapRegionSize = 0 (0.0MB)
  91. Heap Usage:
  92. New Generation (Eden + 1 Survivor Space):
  93. capacity = 322109440 (307.1875MB)
  94. used = 105070136 (100.20269012451172MB)
  95. free = 217039304 (206.98480987548828MB)
  96. 32.619390477969226% used
  97. Eden Space:
  98. capacity = 286326784 (273.0625MB) #eden+两个存活区大小刚好为MaxNewSize大小，没有伸缩区了
  99. used = 105070136 (100.20269012451172MB)
  100. free = 181256648 (172.85980987548828MB)
  101. 36.69588102522746% used
  102. From Space:
  103. capacity = 35782656 (34.125MB)
  104. used = 0 (0.0MB)
  105. free = 35782656 (34.125MB)
  106. 0.0% used
  107. To Space:
  108. capacity = 35782656 (34.125MB)
  109. used = 0 (0.0MB)
  110. free = 35782656 (34.125MB)
  111. 0.0% used
  112. tenured generation:
  113. capacity = 715849728 (682.6875MB)
  114. used = 22077792 (21.055023193359375MB)
  115. free = 693771936 (661.6324768066406MB)
  116. 3.084137792673716% used
  118. 16451 interned Strings occupying 2088032 bytes.
 

3.3.2 企业面试题：你们的项目中如何对java（JVM）进行调优？

  • 在堆内存之中会存在有一个伸缩区的概念。
    • 默认情况下最大可用内存为整体内存的四分之一；
    • 默认使用的内存为整体可用内存的六十四分之一；
    • 这时候只需要避免伸缩区的频繁变更，就可以提升程序的性能。
    • 可以在程序执行的时候使用“-Xmx”设置最大可用内存空间大小;
    • 可以在程序执行的时候使用“-Xms”设置初始化内存空间大小；
    • 将这两个内容设置为一样的空间大小，就可以提升JVM的运行性能。
 

3.4 新生代

新生代主要分为两个区域：伊甸园区和存活区。

QQ截图20181103213053.png-87kB

  • 所有新创建的对象都会存活在伊甸园区，但是伊甸园区保存的空间一定是最大的，毕竟产生新对象的几率是很高的，在伊甸园区里面由于里面的对象经常可能只是临时创建，所以拥有一个Minor GC的操作处理，而经过多次的Minor GC后依然被保留下来的对象就认为该对象不应该被回收，则将此对象保存到存活区之中。
  • 存活区一共分为两类：
    • 存活0区（S0区，From Space）
    • 存活1区（S1区，To Space）

这两个存活区主要是负责对象的晋级，向老年代进行晋级，并且这两个存活区有一块是专门负责对象回收的，因此有一块内存空间总是空的。（一个负责晋升，一个负责回收）。由于伊甸园区保存的数据对象一般比较多，所以默认的比率8：1：1。

 

3.4.1 新生代GC算法----复制算法（Copying）

  • 算法：复制采用的方式为从根集合扫描出存活的对象，并将找到的存活对象复制到一块新的完全未使用的空间中。
    • 下图红色部分为不存活对象所占内存空间，绿色为存活对象所占内存空间；

QQ截图20181103222132.png-152.5kB

在进行GC之前一定要先发生一次全对象的扫描处理操作，通过扫描才可以知道哪些对象是垃圾空间。

 

3.4.2 新生代中的算法优化

  • 在实际运行中，由于Eden区总是会保存大量的新生对象，所以HotSpot虚拟机为了可以加快此空间的内存分配，而使用了两种技术。
    • BTP（Bump-The-Pointer）
    • TLAB（Thread-Local Alloction Buffers）

（1）BTP（Bump-The-Pointer）

QQ截图20181104203618.png-350kB

虽然BTP的做法可以极大提高内存分配的速度；
但同学们不要忘了，堆内存和方法区都是线程共享的，这就存在了一个很严重的问题；
在java多线程的情况下，线程间如果同时都要向Eden存入对象，那么就会产生冲突

（2）TLAB（Thread-Local Alloction Buffers）

QQ截图20181104204049.png-330.5kB

TLAB这种算法既解决了内存分配速度问题还解决了线程间冲突的问题；
但是这种算法会产生内存碎片（已经占用，但未存入对象）；
而且如果Eden区为每个线程开辟的数据块过大，那么就会影响程序多线程的能力；
因此每个线程在Eden中的线程栈的大小，是需要我们进行调优的。

 

3.4.3 新生代内存参数调整

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3.4.4 新生代堆内存参数调优实操演示

 
  1. [root@Tomcat tomcat]# sed -n '121p' bin/catalina.sh
  2. JAVA_OPTS="-Djava.awt.headless=true -Dfile.encoding=UTF-8 -server -Xms1024m -Xmx1024m -Xmn500m -Xss256k"
  3. #重启动tomcat
  4. [root@Tomcat ~]# /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
  5. [root@Tomcat ~]# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh
  7. [root@Tomcat bin]# pgrep java
  8. 16111
  9. [root@Tomcat bin]# jmap -heap 16111
  10. Attaching to process ID 16111, please wait...
  11. Debugger attached successfully.
  12. Server compiler detected.
  13. JVM version is 25.171-b11
  15. using thread-local object allocation.
  16. Mark Sweep Compact GC
  18. Heap Configuration:
  19. MinHeapFreeRatio = 40
  20. MaxHeapFreeRatio = 70
  21. MaxHeapSize = 1073741824 (1024.0MB)
  22. NewSize = 524288000 (500.0MB) #新生代500M
  23. MaxNewSize = 524288000 (500.0MB)
  24. OldSize = 549453824 (524.0MB)
  25. NewRatio = 2
  26. SurvivorRatio = 8
  27. MetaspaceSize = 21807104 (20.796875MB)
  28. CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)
  29. MaxMetaspaceSize = 17592186044415 MB
  30. G1HeapRegionSize = 0 (0.0MB)
  32. Heap Usage:
  33. New Generation (Eden + 1 Survivor Space):
  34. capacity = 471859200 (450.0MB)
  35. used = 138288216 (131.88191986083984MB)
  36. free = 333570984 (318.11808013916016MB)
  37. 29.307093302408855% used
  38. Eden Space:
  39. capacity = 419430400 (400.0MB)
  40. used = 138288216 (131.88191986083984MB)
  41. free = 281142184 (268.11808013916016MB)
  42. 32.97047996520996% used
  43. From Space:
  44. capacity = 52428800 (50.0MB)
  45. used = 0 (0.0MB)
  46. free = 52428800 (50.0MB)
  47. 0.0% used
  48. To Space:
  49. capacity = 52428800 (50.0MB)
  50. used = 0 (0.0MB)
  51. free = 52428800 (50.0MB)
  52. 0.0% used
  53. tenured generation:
  54. capacity = 549453824 (524.0MB)
  55. used = 45906440 (43.77979278564453MB)
  56. free = 503547384 (480.22020721435547MB)
  57. 8.354922287336743% used
  59. 16495 interned Strings occupying 2092024 bytes.
 

3.5 老年代

  • 一个对象要想真正的活到老年代实在是太难了，因为现在的程序属于多线程访问，所有的业务操作的对象都是针对于线程操作的，那么所有的线程在整体的操作过程中时间都是非常短的。那么这些对象往往都在新生代中开辟，很少能跑到老年代中。
  • 老年代空间的主要目的是用于存储由Eden发送来的对象，一般在经历好几次“Minor GC”还会被保存下来的对象，才会被复制到老年代，一般老年代的内存空间大小会设置的比新生代要大，这样就可以存放更多的对象，同时在老年代中执行GC的次数也相对较少，当老年代内存不足时会自动执行“FULL GC”（也叫做“Major GC”）
 

3.5.1 老年代GC算法1----标记-清除（Mark-Sweep）

  • 算法：标记-清除采用的方式为从根集合开始扫描，对存活的对象进行标记，标记完毕后，再扫描整个空间中未标记的对象，并进行回收。

QQ截图20181104211249.png-83.7kB

  • 优缺点：在空间中存活对象较多的情况下较为高效，但由于该算法为直接回收不存活对象所占用的内存，因此会造成内存碎片。
 

3.5.2 老年代GC算法2----标记-压缩（Mark-Compact）

  • 算法：标记阶段与“标记-清除”算法相同，但在清除阶段有所不同。在回收不存活对象所占用的内存空间后，会将其他所有存活对象都往左端空闲的空间进行移动，并更新引用其对象指针。

QQ截图20181104212545.png-71.8kB

  • 优缺点：在“标记-清除”的基础上还需要进行对象移动，降低性能，成本相对较高，好处则是不产生内存碎片。
 

3.5.3 老年代内存参数调整

QQ截图20181104213226.png-192.4kB

  • 默认情况下，所有的对象都会通过新生代进行创建，而后经过不断的Minor GC之后要将其保存在老年代之中，但是如果现在有些对象的内容特别庞大。那么就建议不经过新生代而将其直接保存到老年代之中，就可以设置-XX:PretenureSizeThreshold=512K参数
  • 一般一个良好的程序开发，是不可能出现对象过大的问题的。如果这种情况过多，就会造成老年代空间占满而触发FULL GC，一旦进行FULL GC那么持续时间会很长，对性能的影响很大。
 

3.6 永久代（JDK1.8后被废除了）

  • 永久代是在JDK1.8以前的一个bug性的存在，其核心的本质在于：该区域中的对象不会被回收。当时简单的理解就是方法区就是永久代。
  • 我们知道HotSpot虚拟机规范之中是存在有永久代概念的，但是BEA和IBM的虚拟机之中是不包含永久代概念的，Oracle公司现在将HotSpot中的永久代取消了，那么就意味着它现在希望可以将HotSpot与JRockit两个虚拟机的规范进行合并。
 

3.6.1 永久代内存参数调整（设置也已经没用了）

QQ截图20181104215918.png-187kB

 

3.7 元空间

  • 从JDK1.8开始正式取消了永久代之后，取而代之的就是元空间（MetaSpace），所谓的元空间的本质指的就是本机的物理内存，其作用和永久代相同。但是元空间和永久代最大的区别：元空间用的是物理内存（受到本机的物理内存限制），而永久代是JVM的内存空间，本身受到JVM的限制。
 

3.7.1 元空间的内存参数调整

QQ截图20181104222827.png-365.1kB

基本上并不需要做调整

 

3.8 关于java的堆内存溢出（java.lang.OutOfMemoryError）

  • java的OOM报错有三种情况:
    • java的堆内存溢出（java heap space）
    • 永久代溢出（PermGen space）
    • 元空间溢出（Meta space）
 

3.8.1 企业面试题：请问是否知道什么叫OOM？什么情况下会出现？

    • OutOfMemoryError:指的是内存溢出问题，内存的溢出需要考虑以下情况
      • java的堆内存溢出（java heap space）：往往出现在Full GC失败之后；
      • 永久代溢出（PermGen space）：一个方法中出现的内存溢出；
      • 元空间溢出（Meta space）:分配的物理内存不足，或者数据量高于物理内存。

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转载自www.cnblogs.com/hai-better/p/10368487.html
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