对JVM的一些认识

方法区：又叫静态区，被所有的线程共享；方法区包含所有的class和static变量；方法区中包含的都是在整个程序中永远唯一的元素，如class，static变量。

 

栈：Java中一个线程一个栈区，每一个栈中的元素都是私有的，不被其他栈所访问。栈有后进先出的特点，栈中的数据大小与生存期都是确定的，缺乏灵活性，但是，存取速度比堆要快，仅次于CPU中的寄存器。java中的8中基本数据类型，局部变量都是存在栈中，也可以理解为这些数据大小基本都是固定的。

堆：Java中只有一个堆，被所有线程共享。简单说就是new出来的对象和数组都存在堆中，大小是可以动态变化的，也正是因为这个原因导致堆中数据访问速度慢。垃圾回收机制检测到某对象未被引用时，则自动销毁该对象。java中的包装数据类型包括Byte、Short、Integer、Long、Float、Double、Boolean、Character这些数据类型都是存放在堆中的

JVM的内存结构（JDK8之前）：Young Generation（Eden、From、To）、OldGeneration、Permanent Generation

Permanent Generation

持久带，主要是存放方法区。JDK8以后，Oralce-Sun Hotspot中移除了持久代，用Metaspace代替，元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现两者的区别是Metaspace是在系统本地内存，它不在于JVM内；

也就是这时候的JVM堆空间大小 = Young Generation + OldGeneration

Metaspace代替永久带的原因：永久带的初始化内存-XX:MaxPermSize可能不够用，又不易调整；因为不在JVM内，避免了GC时候的扫描；

Young Generation

新生带，当空间不足时触发Minor GC ，使用复制清除算法（Copinng算法），原因是年轻代每次GC都要回收大部分对象。新生代里面分成一份较大的Eden空间和两份较小的Survivor空间。每次只使用Eden和其中一块Survivor空间，然后垃圾回收的时候，把存活对象放到未使用的Survivor（划分出from、to）空间中，清空Eden和刚才使用过的Survivor空间。在GC过程中，新对象创建都存再新生带中的Eden区，Eden区不够大时会复制对象到剩下的两个S区（二选一），以此类推当S区满时对象会被复制到OldGeneration。这种流程回收避免的全部区域回收，提高了效率。

Old Generation

老年代，老年代空间不足时触发Major GC，采用标记-整理算法（mark-compact），原因是老年代每次GC只会回收少部分对象。

Full GC：full gc由System.gc()触发，只是建议，不一定执行，会清理年轻代和老年代以及持久带。 

判断对象是否要回收的方法

可达性分析法 ：

1.通过一系列“GC Roots”对象作为起点进行搜索，如果在“GC Roots”和一个对象之间没有可达路径，则称该对象是不可达的。不可达对象不一定会成为可回收对象。进入DEAD状态的线程还可以恢复，GC不会回收它的内存。（把一些对象当做root对象，JVM认为root对象是不可回收的，并且root对象引用的对象也是不可回收的）

2、 以下对象会被认为是root对象：（1） 虚拟机栈（栈帧中本地变量表）中引用的对象 （2） 方法区中静态属性引用的对象 （3） 方法区中常量引用的对象 （4） 本地方法栈中Native方法引用的对象

3、 对象被判定可被回收，需要经历两个阶段：（1） 第一个阶段是可达性分析，分析该对象是否可达 （2） 第二个阶段是当对象没有重写finalize()方法或者finalize()方法已经被调用过，虚拟机认为该对象不可以被救活，因此回收该对象。（finalize()方法在垃圾回收中的作用是，给该对象一次救活的机会）

4、 方法区中的垃圾回收：（1） 常量池中一些常量、符号引用没有被引用，则会被清理出常量池 （2） 无用的类：被判定为无用的类，会被清理出方法区。判定方法如下：A、 该类的所有实例被回收 B、 加载该类的ClassLoader被回收 C、 该类的Class对象没有被引用 5、 finalize(): （1） GC垃圾回收要回收一个对象的时候，调用该对象的finalize()方法。然后在下一次垃圾回收的时候，才去回收这个对象的内存。（2） 可以在该方法里面，指定一些对象在释放前必须执行的操作。

JVM调优 

1.常用到的JVM参数：-Xms –Xmx –Xss

-Xms 设置堆得初始化大小，–Xmx设置堆最大大小，两个参数都是对堆的性能调优参数，一般两个值设置一样，如果不一样，当Heap不够用，会发生内存抖动。一般都调大这两个参数，并且两个大小一样。-Xss是设置每一个线程栈的大小，影响堆栈调用的深度，当堆内存一定的情况下，可以设置较小的线程栈的值来增加可以创建的线程数量。

2.一般情况下，年轻对象放在eden区，当第一次GC后，如果对象还存活，放到survivor区，此后，每GC一次，年龄增加1，当对象的年龄达到阈值，就被放到tenured老年区。这个阈值可以同构-XX:MaxTenuringThreshold设置。如果想让对象留在年轻代，可以设置比较大的阈值。

3.一个不稳定的堆并非毫无用处。在系统不需要使用大内存的时候，压缩堆空间，使得GC每次应对一个较小的堆空间，加快单次GC次数。基于这种考虑，JVM提供两个参数，用于压缩和扩展堆空间。（1）-XX:MinHeapFreeRatio 参数用于设置堆空间的最小空闲比率。默认值是40，当堆空间的空闲内存比率小于40，JVM便会扩展堆空间 （2）-XX:MaxHeapFreeRatio 参数用于设置堆空间的最大空闲比率。默认值是70， 当堆空间的空闲内存比率大于70，JVM便会压缩堆空间。（3）当-Xmx和-Xmx相等时，上面两个参数无效

4.尝试使用大的内存分页：使用大的内存分页增加CPU的内存寻址能力，从而系统的性能。-XX:+LargePageSizeInBytes 设置内存页的大小

5.使用非占用的垃圾收集器。-XX:+UseConcMarkSweepGC老年代使用CMS收集器降低停顿。

JVM性能调优的工具：

（1）jps（Java Process Status）：输出JVM中运行的进程状态信息(现在一般使用jconsole) （2）jstack：查看java进程内线程的堆栈信息。（3）jmap：用于生成堆转存快照 （4）jhat：用于分析jmap生成的堆转存快照（一般不推荐使用，而是使用Ecplise Memory Analyzer） （3）jstat是JVM统计监测工具。可以用来显示垃圾回收信息、类加载信息、新生代统计信息等。（4）VisualVM：故障处理工具

频繁full GC时怎么办

（full GC指的是清理整个堆空间，包括年轻代和永久代） （1） 首先用命令查看触发GC的原因是什么 jstat –gccause 进程id （2） 如果是System.gc()，则看下代码哪里调用了这个方法 （3） 如果是heap inspection(内存检查)，可能是哪里执行jmap –histo[:live]命令 （4） 如果是GC locker，可能是程序依赖的JNI库的原因