JVM内存监控及性能调优
什么是JVM
基本上来说，JVM是一个虚拟运行环境，对于字节码来说就像是一个机器一样，可以执行任务，并通过底层实现执行内存相关的操作。
JVM使Java程序做到了“一次编写，到处运行”。
JVM解放了程序员，使程序员不必再关系对象的生命周期，使程序员不必再关心应该在何时释放内存。
可以将JVM当做是一种专为Java而生的特殊的操作系统，它的工作是管理运行Java应用程序的运行时环境。
什么是OOM？
out-of-memory
系统无法为新线程和新对象分配空间
“堆”满了，垃圾回收不成功
影响：业务宕机
JVM内存模型
各个年代：
新生代（Young Generation）
伊甸园空间（Eden ）、幸存者空间（Survivor ）
最新被创建的对象会被分配到这里，由于大部分对象在创建后会很快变得不可到达，所以很多对象被创建在新生代，然后消失。
老年代（Old Generation）
对象没有变得不可达，并且从新生代中存活下来，会被拷贝到这里。
持久代（Permanent Generation）
也被称为方法区（method area）。他用来保存类常量以及字符串常量。
先理解养鱼专业户的“渔池” ？
每个空间的执行顺序如下：
绝大多数刚刚被创建的对象会存放在伊甸园空间。
在伊甸园空间执行了第一次GC之后，存活的对象被移动到其中一个幸存者空间。
此后，在伊甸园空间执行GC之后，存活的对象会被堆积在同一个幸存者空间。
当一个幸存者空间饱和，还在存活的对象会被移动到另一个幸存者空间。之后会清空已经饱和的那个幸存者空间。
在以上的步骤中重复几次依然存活的对象，就会被移动到老年代。
垃圾回收（GC）是旨在释放不可达Java对象所占用的内存的过程，是Java virtual machine（JVM）中动态内存管理系统的核心组成部分。在一个典型的垃圾回收周期中，所有仍被引用的对象，即可达对象，会被保留。没有被引用的Java对象所占用的内存会被释放并回收，以便分配给新创建的对象。
发生在新生代的对象的消失：minor GC（局部垃圾回收）
发生在老年代的对象的消失：major GC（完全垃圾回收）
内存分配
当你在启动Java应用程序时指定了启动参数_-Xmx_（例如，java -Xmx2g MyApp），则相应大小的内存会被分配给Java进程。这块内存即所谓的*Java堆*（或简称为*堆*）。这块专用的内存地址空间用于存储Java应用程序所创建的对象。随着Java应用程序的运行，会不断的创建新对象并为之分配内存，Java堆（即地址空间）会逐渐被填满。
32位与64位的区别
32位JVM最大堆为1.5G
64位JVM最大堆为操作系统中内存可使用空间大小
垃圾回收
minor GC
major GC
目标
快速释放不可达对象所占用的内存，防止应用程序出现OOM错误。
回收内存时，对应用程序的性能（指延迟和吞吐量）的影响要尽可能小
原则
JVM堆不是越大越好（堆越大GC时间越长）
不是每个应用程序的JVM配置均可以一样（应用规模、结构和响应要求不一样）
调优的操作是循序渐进的（摸着石头过河）
监控实例
JVM监控工具
命令行：
jstat (关注GC的次数和GC所耗时间)
jmap (将内存堆印象保存为文件)
HeapAnalyzer（分析jmap保存的文件）
图形化
Jconsole
VisualVM
JVM监控工具示例
jstat –gc $vmid$ 1000 (vmid是java应用的进程id号，1000：每隔一秒展示GC监控数据)
从上图中可计算得到以下值：
年青代GC发生了1989次（YGCT），共耗费了41.001秒（YGC），故年青代每次GC的时间为： 41.001/ 1989= 0.020秒
完全GC发生了1次（FGCT），共耗费了0.971秒（FGC），故完全GC每次GC的时间为：0.971/1=0.971秒
一般性能较好的判断：年青代GC耗时在50~100毫秒以内，完全GC小于1秒以内为很好的性能。（因为GC均会影响系统访问）
jmap -dump:format=b,file=testjvm.dump $vmid$
(vmid是java应用的进程id号，file：java堆内存数据保存为文件的名称)
以上的命令可以将当前JAVA内存堆保存为文件，便于进一步进行分析。
特别注意：
进行此工作的时候，应用访问可能会中断。所以不应该在业务运行状态下操作此命令。
JVM分析工具示例
HeapAnalyzer
命令行：java -Xmx800m -jar ha395.jar
(注意：-Xmx800m 是指定工具所需的java堆大小，此值要大于分析文件的尺寸大小，如果启动过程中发现控制台有 java.lang.OutOfMemoryError出现，可以适当加大上面的数字800，给予更多的空间。ha395.jar中的文件名称按实际下载解压后的文件名为准)
JVM监控工具示例
HeapAnalyzer输出的内容：以下表内容即显示当前系统中出现泄漏的对象（flex/messaging/messages/AsyncMessage）及占用内存的大小。
Jconsole
命令行：jconsole.exe server_IP:7080
(注意：Server_IP为运行java程序的服务器IP，7080为专门为jconsole远程连接而配置开通的JMX端口。
以下为Windows平台下配置方法：
set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false -Dcom.sun.management.jmxremote.port=7080 -Dcom.sun.management.jmxremote
)
visualVM
JDK1.6以上版本免费提供，服务器上相应配置与Jconsole连接时一样
(注意：Server_IP为运行java程序的服务器IP，7080为专门为jconsole远程连接而配置开通的JMX端口。
提示：如visualVM在JAVA程序本机运行，可以直接运行监控到，不需对JMX端口进行设置)
配置实例
Jconsole监控，HeapDump分析实例
通过以下jconsole监控截图，我们发现应用服务器的堆内存一直在上升。虽然有定时的GC操作（内存回收），但整体趋势仍然是一个斜坡上行的过程。
通过以下jconsole监控截图，我们发现应用服务器的堆内存已经占用完，年青代和老年代均没有可进行再分配的空间了，此时执行GC也不能成功。当前应用的状态就是无法访问了。
再通过其GC时间可看到，Copy（即年青代回收）平均每次为1*60/18646=0.0032秒，没有问题；FullGC为4680秒（1小时18分钟）/2304=2.03秒。
由此可以看出，FullGC占用了大量时间和次数，但仍然无法将内存清理出来。证明内存中的某些对象未被成功释放，需要继续分析。
通过heapdump分析工具，发现系统中已经有非常多的flex/messaging/messages/AsyncMessage实例占用了大部分的内存。
由此即定位了是哪个实例出现问题，可以联系开发人员进行配合检查了。
通过开发人员分析检查，确认flex的消息对象默认没有设置其失效时间，建立的对象将永远不会失效，故就会造成对象不停的建立，直到内存溢出。
故修改其配置文件，设置相关对象失效时间，达到JAVA可以回收其占用的内存空间，如下：
JVM参数介绍
以下配置为针对一个特定的应用环境进行的配置：
-Xmx4096m 最大JAVA堆4G
-Xms4096m 初始化JAVA堆4G，一般服务器上均设置为最大一样
-Xmn1536M 年青代堆设置值1.5G
-XX:SurvivorRatio=10 年青代中Eden区与Survivor区的比例
-XX:PermSize=250M 持久代的尺寸固化为250M
-XX:MaxPermSize=250M 与上一个设置一致
-XX:+UseParallelOldGC 老年代使用并行回收GC方法，这样可使收集过程中应用仍然提供访问
-XX:MaxTenuringThreshold=30 Survivor区中对象要经过30次复制后仍然有效时，才会移动到老年代
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=50 老年代占用当达到50%以启动FullGC
JVM参数配置策略
根据操作系统内存使用状况，配置合理的JVM堆大小。一般32位系统不能超过1.5G，64位系统可根据应用规模及系统剩余空间调整。并且将Xms和Xmx设为一样的值；
年青代堆设置一般设置为整个JVM堆的3/8左右；
持久代堆设置一般根据应用程序加载的类、反射的类和调用的方法等情况调整，达到应用长期使用而不报告：java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
特殊配置：
-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=50 老年代占用达50%时启动FullGC
-XX:MaxTenuringThreshold=30 Survivor区中对象要经过30次复制后仍然有效时，才会移动到老年代。一般用于应用中很多对象必须长时间存活的情况，尽量让在这些对象在青年代中被消灭
-XX:+UseParallelOldGC 老年代使用并行回收GC方法，这样可使收集过程中应用仍然提供访问。一般用于应用业务响应要求严格，但此设置效率比较低，并且只能用于多CPU服务器。