前言

java面試的時(shí)候經(jīng)常要問到什么是jvm,到底什么是JVM歪架？
jvm包含哪些塊吉捶？
一個(gè).java文件的生命旅途講一下我碟？
jvm垃圾收集器有哪些放案？
各自回收算法？優(yōu)缺點(diǎn)矫俺？
你還了解哪些最新的gc算法吱殉？
實(shí)戰(zhàn)調(diào)優(yōu)？實(shí)戰(zhàn)定位問題厘托？

本文從兩個(gè)方面出發(fā)
第一：jvm相關(guān)的知識(shí)概念介紹友雳。
第二：從實(shí)戰(zhàn)例子出來，解決工作中遇到的問題铅匹。

JVM是什么

簡單來說就是：解析Java字節(jié)碼文件押赊，轉(zhuǎn)化為不同操作系統(tǒng)可運(yùn)行的機(jī)器碼，并提供了一套內(nèi)存管理機(jī)制包斑，來創(chuàng)建流礁、使用、回收J(rèn)ava產(chǎn)生的對(duì)象罗丰。
所以說Java是跨平臺(tái)的神帅，這也是Java能“一次編寫，到處運(yùn)行”的原因萌抵。

運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)

JVM的種類有很多找御，目前使用最廣泛的是HotSpot虛擬機(jī)元镀，所以本文只針對(duì)HotSpot虛擬機(jī)做介紹，下面讓我們來揭開它的神秘面紗霎桅，了解JVM的內(nèi)存整體布局凹联。

1.jpg

從上圖可以看出JVM總共分為：
程序計(jì)數(shù)器、虛擬機(jī)棧哆档、本地方法棧、堆住闯、方法區(qū)瓜浸，下面一一來介紹。

程序計(jì)算器

指向當(dāng)前線程正在執(zhí)行的字節(jié)碼指令地址比原，行號(hào)插佛。可以理解為一個(gè)書簽量窘，比如你看到一本書的第20頁準(zhǔn)備睡覺了雇寇，可以在第20頁放一個(gè)書簽，下次可以接著看蚌铜，同理一個(gè)線程是在一個(gè)CPU上運(yùn)行锨侯，但一個(gè)CPU不僅僅只運(yùn)行一個(gè)線程冬殃，當(dāng)CPU從一個(gè)線程切換到另一個(gè)線程時(shí)，就需要先記錄程序的運(yùn)行位置，當(dāng)切換回來后痴荐，就可以接著上次的位置繼續(xù)執(zhí)行膝宁。

虛擬機(jī)棧

存儲(chǔ)當(dāng)前線程運(yùn)行方法所需要的數(shù)據(jù)、指令昆汹、返回地址明刷。每運(yùn)行一個(gè)方法，都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧針满粗，而一個(gè)棧針又包括：

局部變量表辈末、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接、返回地址

我們以搭積木為例挤聘，一個(gè)盒子里裝滿了各種積木塊（對(duì)應(yīng)局部變量表）轰枝，然后從局部變量表中我們一個(gè)一個(gè)拿出積木（變量）放到積木臺(tái)（對(duì)應(yīng)操作數(shù)棧）進(jìn)行拼裝，比如我們要拼裝一個(gè)汽車组去，拼裝完成后汽車即對(duì)應(yīng)返回地址鞍陨，動(dòng)態(tài)鏈接很多文章給的定義比較抽象，比如：將方法區(qū)中的符號(hào)引用轉(zhuǎn)為直接引用从隆，為了形象話诚撵，你可以這樣理解，在拼裝汽車的時(shí)候键闺，缺少輪子部件寿烟，但盒子里有一個(gè)紙條，上面寫著：“各種輪子部件在盒子B中”辛燥，那你就可以根據(jù)提示信息筛武，找到需要的輪子，然后拼裝上去挎塌，這里的紙條可以理解為動(dòng)態(tài)鏈接徘六。

本地方法棧

本地方法棧與虛擬機(jī)棧類似，它存儲(chǔ)是native修飾的方法所需要的數(shù)據(jù)榴都、指令硕噩、返回地址，比如System類中帶native的方法缭贡，這些底層都是C++來實(shí)現(xiàn)的炉擅。

方法區(qū)

存儲(chǔ)類信息、常量阳惹、靜態(tài)變量谍失、JIT。

類信息：包括類的名稱莹汤、類的修飾符快鱼、版本號(hào)、父類是什么纲岭、具體實(shí)現(xiàn)類是哪些等抹竹。

常量、靜態(tài)變量：表示用final止潮、static修飾的變量窃判。

JIT：運(yùn)行時(shí)會(huì)使用JIT即時(shí)編譯器對(duì)熱點(diǎn)代碼進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化方式為將字節(jié)碼編譯成機(jī)器碼喇闸。通常情況下袄琳，JVM使用“解釋執(zhí)行”的方式執(zhí)行字節(jié)碼询件，即JVM在讀取到一個(gè)字節(jié)碼指令時(shí)，會(huì)將其按照預(yù)先定好的規(guī)則執(zhí)行棧操作唆樊，而棧操作會(huì)進(jìn)一步映射為底層的機(jī)器操作宛琅；通過JIT編譯后，執(zhí)行的機(jī)器碼會(huì)直接和底層機(jī)器打交道

注：在 JDK 1.7 時(shí) HotSpot 虛擬機(jī)已經(jīng)把原本放在永久代的字符串常量池和靜態(tài)變量等移出了方法區(qū)

堆

堆是內(nèi)存中最重要的一塊逗旁，大部分?jǐn)?shù)據(jù)都存儲(chǔ)在堆上嘿辟，說到堆，就需要說說JMM（Java內(nèi)存模型）片效，JVM堆分為新生代和老年代红伦，新生代又分為eden（伊甸園）、survivor0（幸存者0區(qū)）堤舒、survivor1（幸存者1區(qū)）。如下圖：

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在1.8之前哺呜，一般把方法區(qū)稱為永久代舌缤，但1.8后，廢棄了永久代某残，改為Meta Space国撵。

這樣劃分堆的內(nèi)存主要用于后面的對(duì)象的回收，具體對(duì)象垃圾回收后面會(huì)講到玻墅。
對(duì)象分配：當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象介牙，jvm會(huì)嘗試在eden分配內(nèi)存，如果空間不夠澳厢，會(huì)觸發(fā)一次Yong GC (年輕代垃圾回收环础，后面會(huì)講到)，清理非存活的對(duì)象后剩拢，把存活的對(duì)象移動(dòng)到Survivor0线得，如果Survivor0滿了，會(huì)將存活的對(duì)象再移動(dòng)到Survivor1中徐伐，在Surivivor每移動(dòng)一次贯钩，對(duì)象年齡加1歲，當(dāng)它的年齡增加到一定程度（默認(rèn)為15歲）時(shí)办素，就會(huì)被晉升到老年代中角雷，當(dāng)老年代中的空間滿了后會(huì)觸發(fā)一次FullGC（老年代垃圾回收，后面會(huì)講到）性穿，F(xiàn)ull GC會(huì)對(duì)整個(gè)堆進(jìn)行回收勺三，會(huì)造成整個(gè)應(yīng)用停止，所以要盡量減少Full GC的次數(shù)

類的加載機(jī)制

上面談到了JVM的內(nèi)存布局需曾，但我們編寫了一段代碼檩咱，這段代碼是怎樣被加載到內(nèi)存中的呢揭措？這就涉及到了類的加載機(jī)制，類的加載機(jī)制可分為7個(gè)階段：

1. 加載階段（Loading）
2. 驗(yàn)證階段（Verification）
3. 準(zhǔn)備階段（PreParation）
4. 解析階段（Resolution）
5. 初始化階段（Initialization）
6. 使用階段（Using）
7. 卸載階段（Unloading）

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其中驗(yàn)證刻蚯、準(zhǔn)備绊含、解析3個(gè)階段稱為連接（Linking），一般說JVM類加載通常說的是：加載炊汹、驗(yàn)證躬充、準(zhǔn)備、解析讨便、初始化這五個(gè)階段

加載階段

通過類名查找對(duì)應(yīng)的類充甚，并將類的字節(jié)碼轉(zhuǎn)換為方法區(qū)運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在內(nèi)存中生成一個(gè)能代表類的java.lang.Class對(duì)象霸褒，作為其他各種數(shù)據(jù)的訪問入口伴找。

注：加載和連接是交叉執(zhí)行的，可能文件內(nèi)容尚未加載完成废菱，就已經(jīng)開始部分字節(jié)碼文件的驗(yàn)證工作了

驗(yàn)證階段

驗(yàn)證階段很重要技矮，主要是為了防止一些惡意代碼攻擊，導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰殊轴，它是JVM自我保護(hù)的一項(xiàng)重要措施衰倦，主要包括以下幾個(gè)驗(yàn)證：

• 文件格式校驗(yàn)

  驗(yàn)證字節(jié)碼文件是否符合Class規(guī)范，比如是否以魔數(shù)（0xCAFEBABE）開頭旁理，其它各部分是否被追加了其它信息等

• 元數(shù)據(jù)校驗(yàn)

  對(duì)字節(jié)碼語意進(jìn)行分析樊零，是否符合Java規(guī)范，比如：是否有父類孽文，是否繼承了不允許的父類驻襟，

• 字節(jié)碼校驗(yàn)：對(duì)字節(jié)碼進(jìn)行校驗(yàn)，確保沒有危害虛擬機(jī)安全的信息

• 符號(hào)引用校驗(yàn)：對(duì)類自身以外如常量池中各種符號(hào)引用確保能匹配到直接引用信息芋哭。

準(zhǔn)備階段

為類靜態(tài)變量分配內(nèi)存并設(shè)置類變量的初始值塑悼，這些靜態(tài)變量會(huì)被分配到方法區(qū)上，比如下面代碼楷掉，會(huì)在準(zhǔn)備階段設(shè)置int初始值0
注：如果v變量被final修飾厢蒜，則初始值會(huì)被設(shè)置為123456

public static int v= 123456

解析階段

將虛擬機(jī)常量池中的符號(hào)引用替換為直接引用。

所謂符號(hào)引用是以一組符號(hào)來描述所引用的目標(biāo)烹植，符號(hào)引用可以是任何形式的字面量斑鸦，只要使用是能無歧義地定位到目標(biāo)即可，

而直接引用是可以直接指向目標(biāo)的指針草雕、相對(duì)偏移量或者是一個(gè)能間接定位到目標(biāo)的句柄巷屿。

符號(hào)引用和直接引用有一個(gè)重要的區(qū)別：使用符號(hào)引用時(shí)被引用的目標(biāo)不一定已經(jīng)加載到內(nèi)存中；而使用直接引用時(shí)墩虹，引用的目標(biāo)必定已經(jīng)存在虛擬機(jī)的內(nèi)存中了

初始化階段

初始化階段才是真正開始執(zhí)行類中定義的java程序代碼嘱巾，Java中對(duì)類變量進(jìn)行初始化有兩種方式

1憨琳、聲明類變量是指定初始值

2、使用靜態(tài)代碼塊為類變量設(shè)定初始值

初始化步驟為：

1旬昭、假如這個(gè)類還沒有被加載和連接篙螟，則程序先加載并連接該類

2、假如該類的直接父類還沒有被初始化问拘，則先初始化其直接父類

3遍略、假如類中有初始化語句，則系統(tǒng)依次執(zhí)行這些初始化語句

public class P{
    public static int a = 1;
    static {
        a = 2;
    }
}

public class C extends P{
    public static int b = a;

    public static void main(String[] args) {
        System.out.printf("b: "+C.b);
    }
}

如上代碼骤坐，會(huì)打印出：b：2绪杏，因?yàn)閎引用了a，初始化C會(huì)先初始化P中a的值纽绍，jvm會(huì)按照順序先將a賦值為1蕾久，然后static靜態(tài)代碼塊會(huì)將a更改為2，所以b的值為2拌夏，如果將“public static int a =1”和靜態(tài)代碼塊調(diào)換位置僧著，那么會(huì)打印出：b：1

類加載器

說完類加載機(jī)制，但這些類是被誰加載到內(nèi)存的辖佣？這就又要說到j(luò)ava類加載器霹抛，java提供了下面幾種類加載器來加載我們的代碼：

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引導(dǎo)類加載器

負(fù)責(zé)加載jre/lib目錄下的核心類庫搓逾，比如rt.jar/charsets.jar等卷谈，出于安全考慮，Bootstrap啟動(dòng)類加載器只加載包名為java霞篡、javax世蔗、sun等開頭的類

拓展類加載器

負(fù)責(zé)加載jre/lib/ext目錄下的jar類包

應(yīng)用類加載器

負(fù)責(zé)加載classPath路徑下的class字節(jié)碼文件，主要就是加載你項(xiàng)目中寫的那些類

自定義類加載器

負(fù)責(zé)加載用戶自定義路徑下的class字節(jié)碼文件朗兵，自定義類加載器需要繼承java.lang.ClassLoader類

小結(jié)：java類加載機(jī)制最初是由父類加載污淋、如果加載失敗才會(huì)由子類加載，這被稱為雙親委派原則余掖，這樣做的好處是避免類被重復(fù)加載寸爆，比如通過網(wǎng)絡(luò)傳遞一個(gè)名為java.lang.Integer的類，通過雙親委托模式傳遞到啟動(dòng)類加載器盐欺，而啟動(dòng)類加載器在核心Java API發(fā)現(xiàn)這個(gè)名字的類赁豆，發(fā)現(xiàn)該類已被加載，并不會(huì)重新加載網(wǎng)絡(luò)傳遞的過來的java.lang.Integer冗美，而直接返回已加載過的Integer.class魔种，這樣便可以防止核心API庫被隨意篡改。

垃圾回收

當(dāng)類被加載到JVM內(nèi)存中后粉洼，有些對(duì)象在被使用過后以后就不會(huì)再被使用节预，這些對(duì)象要及時(shí)回收掉叶摄，避免對(duì)象不斷堆積，導(dǎo)致內(nèi)存溢出安拟。

哪些內(nèi)存區(qū)域需要回收蛤吓？

我們知道JAVA內(nèi)存模型包括：Java堆，方法區(qū)去扣，線程棧（分為：程序計(jì)數(shù)器柱衔，虛擬機(jī)棧，本地方法棧）

線程棧（程序計(jì)數(shù)器愉棱，虛擬機(jī)棧唆铐，本地方法棧）這三個(gè)是隨著線程而生，線程而滅奔滑。棧中的棧針隨著方法的進(jìn)入和退出有條不紊的執(zhí)行者出棧和入棧的操作艾岂，每一個(gè)棧幀中分配多少內(nèi)存基本上是在類結(jié)構(gòu)確定下來就已知的，所以方法結(jié)束或線程結(jié)束后朋其，內(nèi)存自然就跟著回收了王浴，所以這部分不用過多考慮內(nèi)存回收的問題

Java堆和方法區(qū)，這些里面都是用來存一些靜態(tài)的類梅猿，或者動(dòng)態(tài)代理生成的類氓辣，創(chuàng)建的對(duì)象，這些都是在程序運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的袱蚓，所需要的內(nèi)存我們就不確定了钞啸，如果創(chuàng)建的對(duì)象使用完后，一直沒有被回收喇潘，就導(dǎo)致內(nèi)存溢出了体斩，所以這部分就是垃圾回收器所要關(guān)心的，它要識(shí)別出那些無效的對(duì)象回收掉

如何判定對(duì)象是垃圾颖低？

垃圾回收提供了2種算法來判定一個(gè)對(duì)象是否是垃圾：引用計(jì)數(shù)法和根可達(dá)算法

引用計(jì)數(shù)法：即判斷某個(gè)對(duì)象不在被其它對(duì)象引用絮吵，當(dāng)某個(gè)對(duì)象被一個(gè)對(duì)象引用時(shí)，計(jì)數(shù)器+1忱屑，當(dāng)引用失效時(shí)蹬敲，則-1，直到減為0時(shí)莺戒，表示可以回收了伴嗡，但這不能解決A,B之間相互引用的問題，A中有一個(gè)變量指向B脏毯，同時(shí)B中有一個(gè)變量指向A闹究，所以即使A,B最后都不會(huì)再用了，由于他們的引用關(guān)系還在食店，仍然不能被回收渣淤。

根可達(dá)算法：JAVA中定義了一個(gè)名為“GC Roots” 的對(duì)象來作為起始點(diǎn)赏寇，從這個(gè)節(jié)點(diǎn)開始找，如果某個(gè)對(duì)象到這個(gè)“GC Roots”對(duì)象沒有引用連接价认，那么表示這個(gè)對(duì)象就可以被回收了嗅定。
注：JAVA中使用的就是根可達(dá)算法來判斷對(duì)象是否存活的

哪些對(duì)象可以作為GC Roots呢？Java中定義了這些對(duì)象：
1用踩、虛擬機(jī)棧（棧幀中的本地變量表）中引用的對(duì)象渠退。
2、方法區(qū)中類靜態(tài)屬性引用的對(duì)象
3脐彩、方法區(qū)中常量引用的對(duì)象
4碎乃、本地方法棧中（一般說的本地方法）應(yīng)用的對(duì)象

如下圖，object1,object2,object3,object4不能被回收惠奸，因?yàn)樗鼈兛梢灾苯踊蜷g接直達(dá)GC Roots梅誓，object5,object6,object7雖然有互連，但是沒有和GC Roots關(guān)聯(lián)佛南，可以被回收

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****垃圾回收算法****

如何回收jvm的內(nèi)存垃圾梗掰，Java提供了三種回收算法：

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如上圖，先標(biāo)記出無效的對(duì)象嗅回，再進(jìn)行清理及穗，它有兩個(gè)缺點(diǎn)：
效率問題：標(biāo)記和清除過程的效率都不高
空間問題：如上圖，清除后會(huì)產(chǎn)生大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片

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如上圖绵载，先將可用內(nèi)存劃為為大小相等的兩塊埂陆，每次只使用其中一塊，當(dāng)這一塊內(nèi)存用完了尘分，將存活的對(duì)象復(fù)制到另一份上猜惋，并將原先那塊一次性清理掉

缺點(diǎn)：以空間換時(shí)間丸氛，這樣培愁，可用內(nèi)存就縮小為原來的一半了，當(dāng)然JVM做了也做了優(yōu)化

在使用這種算法回收新生代時(shí)缓窜，不用要求內(nèi)存分為1:1等量的兩塊定续，因?yàn)樾律话愣际浅λ溃灾粫?huì)有少部分對(duì)象存活下來禾锤，JVM將新生代分為了Eden和兩塊較小的Survivor私股，Eden和Survivor內(nèi)存為8:1，當(dāng)Survivor內(nèi)存不夠時(shí)恩掷，就需要其他內(nèi)存（老年代）來擔(dān)保為其承擔(dān)部分內(nèi)存倡鲸。

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如上圖，類似于“標(biāo)記-清理”黄娘，也是先標(biāo)記處存活的對(duì)象峭状，但之后是先將存活的對(duì)象都向一端移動(dòng)克滴，然后清理掉邊界之外的內(nèi)存，這種算法一般適用于JAVA老年代的回收

說明：新生代每次回收都會(huì)有大批對(duì)象死去优床，只有少量存活劝赔，所以采用復(fù)制算法
而老年代每個(gè)對(duì)象的存活率很高，且沒有額外的空間對(duì)其擔(dān)保胆敞，所以可以采用“標(biāo)記-清理”或“標(biāo)記-整理”算法來回收

垃圾回收器

以上介紹的是垃圾回收算法着帽，垃圾回收器是垃圾回收算法的一種實(shí)現(xiàn)，就比如小米掃地機(jī)器人和華為掃地機(jī)器人雖然是兩種產(chǎn)品移层，但底層可能采用了同一種清掃算法仍翰，Java中新生代，老年代就是通過回收器來回收垃圾對(duì)象观话，以下是新生代和老年代使用回收器的分布

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新生代收集器有：Serial歉备、ParNew、Parallel Scavenge 老年代收集器有：CMS匪燕、Serial Old Parallel Old

Serial 使用單線程清理蕾羊，清理的時(shí)候，會(huì)停止應(yīng)用線程帽驯，待清理完成后龟再，應(yīng)用線程繼續(xù)執(zhí)行，優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于單核CPU運(yùn)行高效尼变，不會(huì)來回切換線程利凑，缺點(diǎn)：因?yàn)闀?huì)停止應(yīng)用線程，界面會(huì)產(chǎn)生卡頓的現(xiàn)象嫌术。

Serial收集器（復(fù)制算法）

新生代單線程收集器哀澈，使用標(biāo)記清理算法，且標(biāo)記度气、清理都是單線程割按，
優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行高效，缺點(diǎn)：界面會(huì)產(chǎn)生卡頓的現(xiàn)象

Serial Old收集器（標(biāo)記-整理）

老年代單線程收集器磷籍，Serial老年代收集版本

ParNew serial多線程版本适荣，多核CPU比較有優(yōu)勢，原來是1個(gè)人干的活院领，現(xiàn)在多個(gè)人一起來干了弛矛，同樣會(huì)暫停應(yīng)用線程

ParNew收集器（停止-復(fù)制算法）

新生代收集器，Serial的多線程版本比然，并發(fā)標(biāo)記丈氓、清理，在多CPU下有比Serial更好的性能

Parallel Scavenge收集器（停止-復(fù)制算法）

新生代收集器，也是使用多線程并行收集万俗，但關(guān)注的是高吞吐量（最高效率的利用CPU時(shí)間）鱼鼓，吞吐量=用戶線程時(shí)間/(用戶線程時(shí)間+GC線程時(shí)間)，適用于后臺(tái)對(duì)交互性不高的應(yīng)用

Parallel Old收集器（停止-復(fù)制算法）

老年代收集器该编，并行收集迄本，吞吐量優(yōu)先

CMS （Concurrent Mark Sweep）收集器（標(biāo)記-清除算法）

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CMS分為四個(gè)階段：

• 初始標(biāo)記：只是標(biāo)記一下GC root能直接關(guān)聯(lián)到的對(duì)象，速度很快

• 并發(fā)標(biāo)記：并發(fā)標(biāo)記階段就是根據(jù)GC root標(biāo)記需要清理的對(duì)象

• 重新標(biāo)記：重新標(biāo)記是為了修正并發(fā)標(biāo)記期間因用戶程序繼續(xù)運(yùn)作而導(dǎo)致需要清理對(duì)象變動(dòng)的記錄课竣，這個(gè)階段用戶線程會(huì)終止一段時(shí)間嘉赎，會(huì)比初始標(biāo)記階段稍長一些，但遠(yuǎn)比并發(fā)標(biāo)記的時(shí)間短

• 并發(fā)清理：并發(fā)清理是和用戶線程一起于樟，清理需要回收的對(duì)象

除了初始標(biāo)記和重新標(biāo)記需要停止用戶線程公条，其它階段都不需要停止，所以CMS以獲取最短停頓時(shí)間為目標(biāo)的收集器迂曲，應(yīng)用于如（B/S網(wǎng)站）靶橱，并發(fā)收集，占用CPU資源較高路捧。

因?yàn)镃MS使用的是標(biāo)記-清除算法关霸，必然會(huì)產(chǎn)生很多碎片，所以可以在執(zhí)行多少次CMS杰扫，再執(zhí)行一次壓縮的FullGC队寇，使用：-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction參數(shù)（默認(rèn)為0，即每次每次都進(jìn)行內(nèi)存整理）
目前主流的web項(xiàng)目一般使用ParNew+CMS+Serial Old(老年代備用方案)來回收垃圾章姓。

G1 ZGC最新的垃圾收集器佳遣，基本不需要調(diào)優(yōu)，能支持更大的堆空間回收

內(nèi)存操作命令

jvm提供了一系列命令來查看內(nèi)存情況凡伊，并處理內(nèi)存事故問題零渐，包括：jps,jstat,jmap,jhat,jstack,jinfo

jps

JVM Process Status Tool,顯示指定系統(tǒng)內(nèi)所有的HotSpot虛擬機(jī)進(jìn)程。

命令格式：

jps [options] [hostid] //options系忙、hostid參數(shù)可省略

options參數(shù)：

• -l : 輸出主類全名或jar路徑

• -q : 只輸出LVMID

• -m : 輸出JVM啟動(dòng)時(shí)傳遞給main()的參數(shù)

• -m : 輸出JVM啟動(dòng)時(shí)傳遞給main()的參數(shù)

$ jps -l21072 sun.tools.jps.Jps
3108 org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer
1200 org.jetbrains.jps.cmdline.Launcher
8080 com.example.springdemo.SpringDemoApplication

jstat

jstat(JVM statistics Monitoring)是用于監(jiān)視虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)狀態(tài)信息的命令诵盼，它可以顯示出虛擬機(jī)進(jìn)程中的類裝載、內(nèi)存笨觅、垃圾收集拦耐、JIT編譯等運(yùn)行數(shù)據(jù)耕腾。

命令格式：

jps [option] LVMID [interval] [count]

參數(shù)

• option: 操作參數(shù)

• -q : 本地虛擬機(jī)ID

• -m : 連續(xù)輸出的時(shí)間間隔

• -m : 連續(xù)輸出的次數(shù)

option 操作參數(shù)介紹：

$ jstat -gcutil 8080 2000 

上面命令表示每隔2秒打印出GC的使用回收情況太示，若FGC很多很可能出現(xiàn)了內(nèi)存泄露

jmap

jmap是一個(gè)多功能的命令杭措。它可以生成 java 程序的 dump 文件啦扬， 也可以查看堆內(nèi)對(duì)象示例的統(tǒng)計(jì)信息、查看 ClassLoader 的信息以及 finalizer 隊(duì)列文兢。

命令格式：

jmap [option] LVMID

option參數(shù)

• dump: 生成堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)快照

• finalizerinfo : 顯示在F-Queue隊(duì)列等待Finalizer線程執(zhí)行finalizer方法的對(duì)

• heap : 顯示Java堆詳細(xì)信息

• histo : 顯示堆中對(duì)象的統(tǒng)計(jì)信息

• permstat : to print permanent generation statistics

• F : 當(dāng)-dump沒有響應(yīng)時(shí)邻吭，強(qiáng)制生成dump快照

$ jmap -heap 8080

查看Java內(nèi)存的分配情況及新生代餐弱、老年代內(nèi)存的使用情況，確定是否內(nèi)存分配過写亚纭膏蚓？

$ jmap -histo:live 8080

按使用大小進(jìn)行了排序，重點(diǎn)查看排在前面的對(duì)象畸写，看是否程序?qū)懙挠袉栴}降允。另外可以將jvm的堆內(nèi)存導(dǎo)出來分析，使用：

jmap -dump:format=b,file=dump.hprof pid

jhat

jhat(JVM Heap Analysis Tool)命令是與jmap搭配使用艺糜，用來分析jmap生成的dump剧董，jhat內(nèi)置了一個(gè)微型的HTTP/HTML服務(wù)器，生成dump的分析結(jié)果后破停，可以在瀏覽器中查看翅楼。在此要注意，一般不會(huì)直接在服務(wù)器上進(jìn)行分析真慢，因?yàn)閖hat是一個(gè)耗時(shí)并且耗費(fèi)硬件資源的過程毅臊，一般把服務(wù)器生成的dump文件復(fù)制到本地或其他機(jī)器上進(jìn)行分析，對(duì)于jhat分析內(nèi)存在后面實(shí)戰(zhàn)中會(huì)講到黑界。

命令格式

jhat [dumpfile] 

參數(shù)

• -stack false|true
  關(guān)閉對(duì)象分配調(diào)用棧跟蹤(tracking object allocation call stack)管嬉。如果分配位置信息在堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)中不可用. 則必須將此標(biāo)志設(shè)置為 false. 默認(rèn)值為 true.>

• -refs false|true
  關(guān)閉對(duì)象引用跟蹤(tracking of references to objects)。默認(rèn)值為 true. 默認(rèn)情況下, 返回的指針是指向其他特定對(duì)象的對(duì)象,如反向鏈接或輸入引用(referrers or incoming references), 會(huì)統(tǒng)計(jì)/計(jì)算堆中的所有對(duì)象朗鸠。>

• -port port-number
  設(shè)置 jhat HTTP server 的端口號(hào). 默認(rèn)值 7000.>

• -exclude exclude-file
  指定對(duì)象查詢時(shí)需要排除的數(shù)據(jù)成員列表文件(a file that lists data members that should be excluded from the reachable objects query)蚯撩。例如, 如果文件列列出了 java.lang.String.value , 那么當(dāng)從某個(gè)特定對(duì)象 Object o 計(jì)算可達(dá)的對(duì)象列表時(shí), 引用路徑涉及 java.lang.String.value 的都會(huì)被排除。>

• -baseline exclude-file
  指定一個(gè)基準(zhǔn)堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)(baseline heap dump)烛占。在兩個(gè) heap dumps 中有相同 object ID 的對(duì)象會(huì)被標(biāo)記為不是新的(marked as not being new). 其他對(duì)象被標(biāo)記為新的(new). 在比較兩個(gè)不同的堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)時(shí)很有用.>

• -debug int
  設(shè)置 debug 級(jí)別. 0 表示不輸出調(diào)試信息胎挎。值越大則表示輸出更詳細(xì)的 debug 信息.>

• -version
  啟動(dòng)后只顯示版本信息就退出>

• -J< flag >
  因?yàn)?jhat 命令實(shí)際上會(huì)啟動(dòng)一個(gè)JVM來執(zhí)行, 通過 -J 可以在啟動(dòng)JVM時(shí)傳入一些啟動(dòng)參數(shù). 例如, -J-Xmx512m 則指定運(yùn)行 jhat 的Java虛擬機(jī)使用的最大堆內(nèi)存為 512 MB. 如果需要使用多個(gè)JVM啟動(dòng)參數(shù),則傳入多個(gè) -Jxxxxxx.

jstack jstack用于生成java虛擬機(jī)當(dāng)前時(shí)刻的線程快照沟启。線程快照是當(dāng)前java虛擬機(jī)內(nèi)每一條線程正在執(zhí)行的方法堆棧的集合，生成線程快照的主要目的是定位線程出現(xiàn)長時(shí)間停頓的原因犹菇，如線程間死鎖德迹、死循環(huán)、請求外部資源導(dǎo)致的長時(shí)間等待等揭芍。線程出現(xiàn)停頓的時(shí)候通過jstack來查看各個(gè)線程的調(diào)用堆棧胳搞，就可以知道沒有響應(yīng)的線程到底在后臺(tái)做什么事情，或者等待什么資源称杨。如果java程序崩潰生成core文件流酬，jstack工具可以用來獲得core文件的java stack和native stack的信息，從而可以輕松地知道java程序是如何崩潰和在程序何處發(fā)生問題列另。另外芽腾，jstack工具還可以附屬到正在運(yùn)行的java程序中，看到當(dāng)時(shí)運(yùn)行的java程序的java stack和native stack的信息, 如果現(xiàn)在運(yùn)行的java程序呈現(xiàn)hung的狀態(tài)页衙，jstack是非常有用的摊滔。

命令格式

jstack [option] LVMID

option參數(shù)

• -F : 當(dāng)正常輸出請求不被響應(yīng)時(shí)，強(qiáng)制輸出線程堆棧

• -l : 除堆棧外店乐，顯示關(guān)于鎖的附加信息

• -m : 如果調(diào)用到本地方法的話艰躺，可以顯示C/C++的堆棧

在后面實(shí)戰(zhàn)中，會(huì)具體講到如何通過jstack來定位死鎖和CPU占用過高的問題眨八。

jinfo jinfo(JVM Configuration info)這個(gè)命令作用是實(shí)時(shí)查看和調(diào)整虛擬機(jī)運(yùn)行參數(shù)腺兴。之前的jps -v口令只能查看到顯示指定的參數(shù)，如果想要查看未被顯示指定的參數(shù)的值就要使用jinfo口令

命令格式

jinfo [option] [args] LVMID

option參數(shù)

• -flag : 輸出指定args參數(shù)的值

• -flags : 不需要args參數(shù)廉侧，輸出所有JVM參數(shù)的值

• -sysprops : 輸出系統(tǒng)屬性页响，等同于System.getProperties()

示例

$ jinfo -flags 716

實(shí)戰(zhàn)

怎么定位內(nèi)存泄漏

上面介紹jvm命令的時(shí)候，已經(jīng)說了段誊，可以是用jstat -gcutil來查看內(nèi)存的回收情況闰蚕，如果頻繁出現(xiàn)FullGC(FGC指標(biāo))表示可能出現(xiàn)了內(nèi)存泄漏，首先先說說jvm哪幾塊內(nèi)存區(qū)域會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存泄漏：

1连舍，堆溢出（java.lang.OutOfMemoryError: java heap space）
當(dāng)生成一個(gè)新對(duì)象没陡，JVM內(nèi)存申請如下流程：
1）jvm先嘗試在eden分配新對(duì)象所需的內(nèi)存，若內(nèi)存足夠索赏，則將對(duì)象放入eden返回
2）若內(nèi)存不夠盼玄，jvm啟動(dòng)youngGC，試圖將eden不活躍的對(duì)象釋放掉潜腻，若釋放后仍不足以分配內(nèi)存埃儿，則將Eden活躍的對(duì)象放入survivor中。
3）survivor作為Eden和old的中間交換區(qū)域砾赔，若old空間足夠蝌箍，survivor去對(duì)象會(huì)被移動(dòng)到old區(qū)青灼，否則留在survivor區(qū)
4）當(dāng)old區(qū)不夠時(shí)暴心，jvm會(huì)在old區(qū)進(jìn)行fullGC妓盲，若fullGC后，survivor和old仍然無法存放從Eden復(fù)制過來的對(duì)象专普，則會(huì)出現(xiàn)“outOfMemoryError: java heap space”

解決方法：加大堆內(nèi)存的大小悯衬，通過設(shè)置-Xms（java heap初始化大小，默認(rèn)是物理內(nèi)存1/64） -Xmx（java heap的最大值） -Xmn（新生代heap的大小檀夹，一般為Xmx3或4分之一筋粗，注：增加新生代后會(huì)減少老年代的大小）

2炸渡，方法區(qū)內(nèi)存溢出（java.lang.OutMemoryError: permGen space）

方法區(qū)主要是用來存放類信息娜亿，常量、靜態(tài)變量等蚌堵，所以程序中類加載過多（引入第三方包）买决，或者過多使用反射、cglib這種動(dòng)態(tài)代理吼畏，就可能導(dǎo)致該區(qū)域內(nèi)存溢出

解決方法：通過設(shè)置-XX:PermSize（內(nèi)存永久區(qū)初始值）和-XX:MaxPerSize（內(nèi)存永久區(qū)最大值）的大小

3督赤，線程棧溢出（java.lang.StackOverflowError）
線程棧是線程獨(dú)有的一塊內(nèi)存區(qū)域，所以線程棧溢出必定是線程運(yùn)行是出現(xiàn)錯(cuò)誤泻蚊，一般是遞歸太深躲舌，或者方法層級(jí)調(diào)用太深引起的

解決方法：設(shè)置棧區(qū)的大小，通常棧的大小是1-2M性雄，可通過-Xss設(shè)置線程的棧的大小没卸，jdK5以后每個(gè)棧默認(rèn)大小為1M。
注：默認(rèn)內(nèi)存調(diào)到128k就足夠了秒旋，因?yàn)榇蠖鄶?shù)項(xiàng)目中不會(huì)存在很多遞歸調(diào)用办悟。

以上說的解決方法是項(xiàng)目確實(shí)需要那么多的內(nèi)存，可通過調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)參數(shù)來設(shè)置內(nèi)存區(qū)域的大小滩褥，但很多情況是由于我們代碼異常導(dǎo)致內(nèi)存溢出病蛉，一般出現(xiàn)內(nèi)存溢出，可dump出內(nèi)存文件進(jìn)行分析瑰煎，可以在項(xiàng)目啟動(dòng)參數(shù)添加：

| -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=${目錄} |

或者使用jstat -gcutil來查看內(nèi)存的回收情況铺然，如果頻繁出現(xiàn)FullGC(FGC指標(biāo))表示可能出現(xiàn)了內(nèi)存泄漏，然后手動(dòng)dump內(nèi)存文件酒甸，使用下面命令：

jmap -dump:format=b,file=dump.hprof pid

知道了項(xiàng)目出現(xiàn)了內(nèi)存溢出魄健，那么怎么知道具體是哪個(gè)類，哪個(gè)方法導(dǎo)致的呢插勤？以下介紹了兩種方法：使用jhat沽瘦、MAT革骨、Jprofiler分析java dump文件

通過工具定位內(nèi)存溢出 .。析恋。良哲。