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Java成神之路(一)-- JVM基础

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采果
2017.02.03 20:34* 字数 1205
JVM.PNG

JVM内存模型###

描述主内存和工作内存之间的通信规则,避免数据不一致。所有线程共享JVM内存区域main memory。而每个单独线程又有自己的工作内存。为了保证从工作内存写到主内存的数据的一致性,JVM定义了一系列的规则

  • 所有变量都在主内存中,对所有线程共享(此处的变量与Java编程时所说的变量不一样,指包括了实例字段、静态字段和构成数组对象的元素,但是不包括局部变量与方法参数,后者是线程私有的,不会被共享。)
  • 每条线程都有自己的工作内存,保存主内存中变量的拷贝,线程对变量的操作只能在工作内存中完成
  • 线程无法直接访问对方的工作内存

内存之间的8个交互指令####

lock(main) unlock(main) read(main) load(work) use(work) assign(work) store(work) write(main)
必须顺序执行,不必连续执行

* 不许read load 和 store write单独出现
* 不许丢弃assign结果,必须同步回主内存
* 不许未assign,直接同步主内存
* 变量只能在主内存诞生。在使用use 和 store前,必须先read和load
* 一个变量同一时刻只能由一个lock操作,与unlock必须成对出现
* 如果lock操作,那么这个变量需要重新执行load 和 assign操作
* 如果没lock,不许unlock
* unlock前,必须执行store和write 

JVM内存管理###

Java虚拟机在运行时会把它所管理的内存分为若干不同个数据区域
主内存: 方法区+堆, 由线程共享
工作内存:栈 + 程序计数器,线程私有

  • 方法区: 存放类信息,常量,静态变量,即时编译后的代码。
  • 堆:存放对象,细分为新生代(Eden,From Survivor, To Survivor)+ 老年代, 也可以划分出多个线程私有的分配缓存区TLAB
  • 栈:局部变量表 + 操作数栈 + 动态链接 + 方法出参+其他(debug)
  • 程序计数器:当前线程所执行的代码的行号指示器

JVM垃圾回收###

对象已死分析:引用计数法 Vs 可达性分析法
GC roots:栈中引用的对象,类静态变量引用的对象,常量引用的对象,本地方法JNI引用的对象
垃圾回收算法:复制,标记-整理,标记-清除,分代回收
垃圾回收时间:安全点,安全区域
垃圾回收器:
新生代:serial parNew ParallelScavenge
老年代:serialOld parallelOld CMS
G1
CMS垃圾回收器:初始标记 -》 并发标记-》重新标记-》并发清除

JVM参数调优###

  • 标准参数 (-) -verbose

  • 非标准参数 (-X) -Xmx20m
    -Xmx 堆最大值
    -Xms 堆最小值
    -Xmn 新生代内存
    -Xss 栈内存

  • 非稳定参数 (-XX) -XX:SurvivorRatio=8

    • 行为参数:
      DisableExplicitGC 禁止显示调用system.gc
      UseConcMarkSweepGC
      UseSearialGC
      UseParallelGC

    • 性能调优:
      PermSize 方法区内存
      MaxPermSize
      SurvivorRatio 新生代中Eden和Survivor的容量比值,默认8:1
      PretenureSizeThreshold 直接晋升到老年代的对象大小阈值
      MaxTenuringThreshold 晋升到老年代的年龄
      UseAdaptiveSizePolicy 动态调整Java堆各区域的大小及进入老年代的年龄
      HandlePromotionFailure 是否允许担保失败
      ParallelGCThreads GC内存回收的线程数
      GCTimeRatio GC占总时间的比例,默认99, 只允许1%,只在parallelScavenge生效
      MaxGCPauseMillis GC最大停顿时间,只在parallelScavenge生效
      CMSInitiatingOccupancyFraction 老年代在空间占用多少后触发回收,默认68%,只在CMS生效
      UseCMSCompactionAtFullCollection 是否需要整理,仅在CMS生效
      CMSFullGCsBeforeCompaction 几次后再整理
      CompileThreshold JIT编译阈值 client默认1500 server默认10000

    • 调试:
      printGCDetails 打印内存回收日志
      HeapDumpOnOutOfMemoryError
      TraceClassLoading
      TraceClassUnloading

java工具###

jps: 打印java进程
jstack: 查看线程信息
jmap: 查看堆信息
jconsole, jinfo, jhat, javap, btrace

问题解决###

HeapOutOfMemory
当堆上分配的对象大于指定堆的最大值时,抛出该错。
可以使用-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 查看内存快照进行分析

MethodArea OutOfMemory
方法区内存不足,存放类信息,常量,静态变量,即时编译后的代码,检查这几个信息是否有异常
大多的原因是因为动态产生过多的类。

ConstantPool OutOfMemory
常量池溢出,查看是否intern使用不当

DirectMemory OutOfMemory
本机直接内存溢出,容量可通过-XX:MaxDirectMemorySize指定,如果不指定,默认和堆最大值相同。
这个溢出发生在系统进行直接内存分配。例如:unsafe.allocateMemory()
特征为:OOM后发现Dump问价你很小,程序中直接或间接使用了NIO

Stack OutOfMemory
扩展栈时无法获取足够的内存空间,在创建线程时
解决方法之一:减少最大堆

Stack OverFlow
栈深度大于虚拟机所允许的深度,经常是由于死循环的递归调用

当一个Java程序响应很慢时如何查找问题


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