主要題目出處：《近一個(gè)月的面試總結(jié)(java)》

一涮因、 JVM內(nèi)存管理機(jī)制（Java Virtual Machine）

JVM將內(nèi)存劃分為6個(gè)部分：

1. PC寄存器（也叫程序計(jì)數(shù)器）：記錄當(dāng)前線(xiàn)程運(yùn)行位置渴析，每個(gè)線(xiàn)程都有一個(gè)獨(dú)立的程序計(jì)數(shù)器铝噩，線(xiàn)程的阻塞免钻、回復(fù)绳慎、掛起等操作都需要程序計(jì)數(shù)器的參與甘萧，因此是線(xiàn)程私有的台夺。
2. 虛擬機(jī)棧：創(chuàng)建線(xiàn)程時(shí)創(chuàng)建慨蛙，用來(lái)存儲(chǔ)棧幀辽聊，因此也是線(xiàn)程私有。java程序中的方法執(zhí)行時(shí)股淡，會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀身隐，用于存儲(chǔ)臨時(shí)數(shù)據(jù) 、中間結(jié)果唯灵、局部變量表贾铝、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接、方法出口等信息垢揩。溢出會(huì)報(bào)StackOverflowError玖绿。
3. 堆：所有線(xiàn)程共享，用于存儲(chǔ)對(duì)象叁巨。堆空間不夠斑匪，同時(shí)無(wú)法申請(qǐng)足夠內(nèi)存時(shí)，會(huì)報(bào)OutOfMemoryError锋勺。
4. 方法區(qū)：各個(gè)線(xiàn)程共享蚀瘸，存儲(chǔ)靜態(tài)變量、運(yùn)行時(shí)常量池等信息庶橱。
5. 運(yùn)行時(shí)常量池：每個(gè)類(lèi)一個(gè)贮勃，從class常量池中遷移過(guò)來(lái)，程序中使用的常量值苏章。
6. 本地方法棧：支持native方法寂嘉，如在java中調(diào)用C/C++。
   參考資料：《面試總結(jié)：java程序執(zhí)行過(guò)程 + JVM內(nèi)存管理 + GC垃圾回收機(jī)制》

二枫绅、 GC垃圾回收機(jī)制（Garbage Collection）

三個(gè)問(wèn)題：

1. 哪些內(nèi)存需要回收泉孩？

2. 何時(shí)回收？

• 引用計(jì)數(shù)法：對(duì)某個(gè)對(duì)象a酬诀，若給a賦有效值脏嚷，則a的引用計(jì)數(shù)增加1，否則減少1瞒御，當(dāng)引用次數(shù)為0時(shí)父叙，即可回收。
  該方法存在問(wèn)題：a=1;a=2;a=null;時(shí)肴裙，雖然顯式清空趾唱，但是引用計(jì)數(shù)仍為1，GC不回收蜻懦。
• 可達(dá)性分析：設(shè)立若干根對(duì)象甜癞，每個(gè)對(duì)象都是一個(gè)子節(jié)點(diǎn)，當(dāng)一個(gè)對(duì)象找不到根的時(shí)候宛乃，認(rèn)為其不可達(dá)悠咱。
  根對(duì)象可以選擇：
  1蒸辆、java虛擬機(jī)棧中引用對(duì)象。
  2析既、方法區(qū)中靜態(tài)變量引用的對(duì)象躬贡。
  3、方法區(qū)中常量引用的對(duì)象眼坏。
  4拂玻、本地方法棧中引用的對(duì)象。

3. 怎么回收宰译？

• 標(biāo)記-清除算法：遍歷所有GC Root檐蚜。分別標(biāo)記所有可達(dá)與不可達(dá)對(duì)象，刪去其中不可達(dá)部分沿侈。
  優(yōu)點(diǎn)：平庸而簡(jiǎn)便
  缺點(diǎn)：效率低熬甚，回收空間不連續(xù)。
• 復(fù)制算法：將內(nèi)存分為兩塊肋坚，每次只使用其中一塊，當(dāng)內(nèi)存滿(mǎn)了肃廓，就將仍存活對(duì)象復(fù)制到另一塊中智厌，并嚴(yán)格按照內(nèi)存地址排列，然后原先的那塊內(nèi)存統(tǒng)一回收盲赊。
  優(yōu)點(diǎn)：能得到連續(xù)內(nèi)存空間
  缺點(diǎn)：浪費(fèi)一半內(nèi)存
• 分代算法：按照對(duì)象存活時(shí)間铣鹏，分成新生代、老年代哀蘑、永久代诚卸。
  新生代：蜉蝣于天地，朝生夕死绘迁，用復(fù)制算法批量刪合溺。
  老年代：有的人還活著，但是他已經(jīng)活的太久了缀台。所有同齡的都已逝去棠赛，所有新生的都尚未了解。沒(méi)有人記得他膛腐，他已經(jīng)在社會(huì)層面死亡了睛约。用標(biāo)記-清除算法抹去。
  永久代：不可以刪的如加載的class信息哲身，就不刪了留著吧辩涝。
  參考資料：《面試總結(jié)：java程序執(zhí)行過(guò)程 + JVM內(nèi)存管理 + GC垃圾回收機(jī)制》

三、 JVM內(nèi)存調(diào)優(yōu)

JVM內(nèi)存塊 = Permanent + Heap = (永久代) + (年輕代 + 年老代)
其中年輕代中存在一個(gè)Eden區(qū)勘天，以及兩個(gè)Survivor區(qū)怔揩。
大部分的對(duì)象都在Eden區(qū)生成捉邢，Eden滿(mǎn)了之后，仍存活的對(duì)象進(jìn)入Survivor區(qū)沧踏，兩個(gè)Survivor區(qū)執(zhí)行第二題中的復(fù)制算法歌逢。
經(jīng)過(guò)N（自定義）次Survivor滿(mǎn)引發(fā)的垃圾回收后，仍然存在的對(duì)象翘狱，可以進(jìn)入年老代秘案。
若年老代滿(mǎn)了，觸發(fā)一次Full GC潦匈，年輕代和年老代全部進(jìn)行清理阱高。如果仍然空間不夠，則報(bào)錯(cuò)茬缩。

內(nèi)存調(diào)優(yōu)：
參數(shù)說(shuō)明：

• -client：設(shè)置JVM使用Client模式赤惊，啟動(dòng)快，但運(yùn)行時(shí)性能與內(nèi)存管理效率不高凰锡，用于客戶(hù)端程序或開(kāi)發(fā)調(diào)試未舟。32位環(huán)境直接運(yùn)行java程序默認(rèn)使用。

• -server：設(shè)置JVM使用Server模式掂为，啟動(dòng)慢裕膀，但是性能和內(nèi)存管理效率高，適用于生產(chǎn)環(huán)境勇哗。64位JDK環(huán)境下默認(rèn)使用昼扛。

• -Xmx3550m：設(shè)置JVM最大堆內(nèi)存為3550M

• -Xms3550m：設(shè)置JVM初始堆內(nèi)存為3550M

• -Xss128k：設(shè)置每個(gè)線(xiàn)程的棧大小

• -Xmn2g：設(shè)置年輕代大小為2G，推薦采用整個(gè)堆大小的3/8

• -XX:NewSize=1024m：設(shè)置年輕代初始值為1024M

• -XX:MaxNewSize=1024m：設(shè)置年輕代最大值為1024M

• -XX:PermSize=256m：設(shè)置持久代初始值為256M

• -XX:NewRatio=4：設(shè)置年輕代（1+2）與年老代的比值

• -XX:SurvivorRatio=4：設(shè)置年輕代中Eden區(qū)與Survivor區(qū)總大小的比值欲诺，此處表示Eden區(qū)占4/6,Survivor區(qū)每個(gè)子區(qū)占1/6

• -XX:MaxTenuringThreshold=7：表示一個(gè)對(duì)象存活過(guò)幾次垃圾清理抄谐，就進(jìn)入年老區(qū)
  推薦使用Xmn，一次設(shè)定初始值和最大值扰法，且兩者相等蛹含。

三種垃圾回收器

1. 串行收集器：適用于小數(shù)據(jù)量

• -XX:+UseSerrialGC：設(shè)置串行收集器

2. 并行收集器：吞吐量?jī)?yōu)先

• -XX:+UseParallelGC：設(shè)置年輕代垃圾收集方式為并行收集
• -XX:+UseParallelOldGC：設(shè)置年老代垃圾收集方式為并行收集
• -XX:+ParallelGCThreads=20：設(shè)置并行收集器的線(xiàn)程數(shù)，即同時(shí)有多少個(gè)線(xiàn)程一起進(jìn)行垃圾回收迹恐，一般與CPU數(shù)目相等挣惰。
• -XX:+UseAdaptiveSizePolicy：并行處理器自動(dòng)調(diào)整年輕代Eden與Survivor區(qū)比例，以達(dá)到目標(biāo)系統(tǒng)規(guī)定指標(biāo)殴边。建議始終打開(kāi)憎茂。

3. 并發(fā)收集器：響應(yīng)時(shí)間優(yōu)先

• -XX:+UseConcMarkSweepGC：即CMS收集，設(shè)置年老代為并發(fā)收集
• -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction=0：并發(fā)收集器不自動(dòng)對(duì)內(nèi)存空間壓縮整理锤岸。一段時(shí)間后會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片竖幔，設(shè)置0次Full GC后，對(duì)內(nèi)存空間進(jìn)行整理是偷，即每次Full GC后拳氢，對(duì)內(nèi)存空間進(jìn)行整理募逞。

實(shí)際案例

1. 大型網(wǎng)站服務(wù)器
   服務(wù)器配置：8 CPU, 8G MEM, JDK 1.6.X
   參數(shù)方案：

-server（服務(wù)器端）
-Xmx3550m（JVM最大堆內(nèi)存3550M） -Xms3550m（JVM初始堆內(nèi)存3550M）
-Xmn1256m（年輕代大小1256M）
-Xss128k（線(xiàn)程棧大小128K）
-XX:SurvivorRatio=6（年輕代中Eden/Survivor大小=6:1）
-XX:MaxPermSize=256m（設(shè)置持久代最大值為256M）
-XX:ParallelGCThreads=8（并行收集器線(xiàn)程數(shù)為8）
-XX:MaxTenuringThreshold=0（N的初值為0）
-XX:+UseConcMarkSweepGC（設(shè)置年老代為并發(fā)收集）

調(diào)優(yōu)說(shuō)明：

• -Xms與-Xmx相同，避免重復(fù)申請(qǐng)內(nèi)存馋评。-Xmx約為系統(tǒng)內(nèi)存1/2放接，充分利用資源，同時(shí)確保安全的系統(tǒng)運(yùn)行空間留特。
• -Xms大小纠脾，官方推薦為系統(tǒng)內(nèi)存3/8
• 較小的線(xiàn)程棧，以支持更多線(xiàn)程蜕青。提升系統(tǒng)性能苟蹈。
• Eden/Survivor大小，系統(tǒng)默認(rèn)是8右核，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置6慧脱。
• 并行收集器線(xiàn)程數(shù)，一般等于CPU數(shù)
• 設(shè)置垃圾最大年齡贺喝，年齡長(zhǎng)菱鸥，增加在年輕代回收概率。0表示直接進(jìn)入年老代躏鱼，適合年老代比較多的應(yīng)用采缚。
• 并發(fā)的目的是減少應(yīng)用停止時(shí)間，適用于應(yīng)用中存在較多較長(zhǎng)生命周期的應(yīng)用挠他。

2. 內(nèi)部集成服務(wù)器
   服務(wù)器配置：1 CPU, 4G MEM, JDK 1.6.X
   參數(shù)方案：

-server
-XX:PermSize=196m -XX:MaxPermSize=196m
-Xmn320m -Xms768m -Xmx1024m

調(diào)優(yōu)說(shuō)明：

• 內(nèi)部集成服務(wù)器，可能需要加載大量java類(lèi)進(jìn)入內(nèi)存篡帕，因此持久代適當(dāng)開(kāi)大
• 年輕代大小為整個(gè)堆3/8
• 根據(jù)系統(tǒng)大小設(shè)置堆內(nèi)存大小即可

參考資料：《JVM 內(nèi)存調(diào)優(yōu) 與 實(shí)際案例》