jvm调优其实就是对Young代的次数与时间调优

最近在做埋点监控，做到jvm这一块。刚好可以理一下思路：

        看过很多jvm理论的文章，总觉得讲得太复杂了，但用来也就那么几个参数。so ,化繁为简，只记我要用的。

       1.为什么会OOM溢出，是持久代满了。

        2.堆与栈（非堆no-heap）区别，堆主要用于存储new 信息，栈用于线程开销，通过jstat pid 100s 查看栈的一般都是水平的趋势。

       3.堆又分eden ,survivor区，由eden向survivor copy.常常说的调优，主要是对针gc 次数，时间，而这一块主要集中在Yong代，而设置的-xmx(最大)，-xms(最小)的大小又与 gc 的频率与次数有关。

        4.gc回收机制常用的有五种，可以组合使用

        5.jvm 不复杂，设置内存最大小值，线程数据，持久代数据，真正考验功力的是根据不同的使用场景选用合适的gc回收机机制，合理设置内存,线程，持久代数据

 

        6.jstat的用法          

 

      

 

      以下是选用别的人作为参考理

      JVM学习笔记之JVM内存管理和JVM垃圾回收的概念，JVM内存结构由堆、栈、本地方法栈、方法区等部分组成，另外JVM分别对新生代和旧生代采用不同的垃圾回收机制。

首先来看一下JVM内存结构，它是由堆、栈、本地方法栈、方法区等部分组成，结构图如下所示。

JVM学习笔记 JVM内存管理和JVM垃圾回收

JVM内存组成结构

JVM内存结构由堆、栈、本地方法栈、方法区等部分组成，结构图如下所示：

 

 

1)堆

所有通过new创建的对象的内存都在堆中分配，其大小可以通过-Xmx和-Xms来控制。堆被划分为新生代和旧生代，新生代又被进一步划分为Eden和Survivor区，最后Survivor由FromSpace和ToSpace组成，结构图如下所示：

 

 

新生代。新建的对象都是用新生代分配内存，Eden空间不足的时候，会把存活的对象转移到Survivor中，新生代大小可以由-Xmn来控制，也可以用-XX:SurvivorRatio来控制Eden和Survivor的比例旧生代。用于存放新生代中经过多次垃圾回收仍然存活的对象

2)栈

每个线程执行每个方法的时候都会在栈中申请一个栈帧，每个栈帧包括局部变量区和操作数栈，用于存放此次方法调用过程中的临时变量、参数和中间结果

3)本地方法栈

用于支持native方法的执行，存储了每个native方法调用的状态

4)方法区

存放了要加载的类信息、静态变量、final类型的常量、属性和方法信息。JVM用持久代(PermanetGeneration)来存放方法区，可通过-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize来指定最小值和最大值。介绍完了JVM内存组成结构，下面我们再来看一下JVM垃圾回收机制。

JVM垃圾回收机制

JVM分别对新生代和旧生代采用不同的垃圾回收机制

新生代的GC：

新生代通常存活时间较短，因此基于Copying算法来进行回收，所谓Copying算法就是扫描出存活的对象，并复制到一块新的完全未使用的空间中，对应于新生代，就是在Eden和FromSpace或ToSpace之间copy。新生代采用空闲指针的方式来控制GC触发，指针保持最后一个分配的对象在新生代区间的位置，当有新的对象要分配内存时，用于检查空间是否足够，不够就触发GC。当连续分配对象时，对象会逐渐从eden到survivor，最后到旧生代，

用javavisualVM来查看，能明显观察到新生代满了后，会把对象转移到旧生代，然后清空继续装载，当旧生代也满了后，就会报outofmemory的异常，如下图所示：

 

 

在执行机制上JVM提供了串行GC(SerialGC)、并行回收GC(ParallelScavenge)和并行GC(ParNew)

1)串行GC

在整个扫描和复制过程采用单线程的方式来进行，适用于单CPU、新生代空间较小及对暂停时间要求不是非常高的应用上，是client级别默认的GC方式，可以通过-XX:+UseSerialGC来强制指定

2)并行回收GC

在整个扫描和复制过程采用多线程的方式来进行，适用于多CPU、对暂停时间要求较短的应用上，是server级别默认采用的GC方式，可用-XX:+UseParallelGC来强制指定，用-XX:ParallelGCThreads=4来指定线程数

3)并行GC

与旧生代的并发GC配合使用

旧生代的GC：

旧生代与新生代不同，对象存活的时间比较长，比较稳定，因此采用标记(Mark)算法来进行回收，所谓标记就是扫描出存活的对象，然后再进行回收未被标记的对象，回收后对用空出的空间要么进行合并，要么标记出来便于下次进行分配，总之就是要减少内存碎片带来的效率损耗。在执行机制上JVM提供了串行GC(SerialMSC)、并行GC(parallelMSC)和并发GC(CMS)，具体算法细节还有待进一步深入研究。

以上各种GC机制是需要组合使用的，指定方式由下表所示：

 

 

        jstate用法：

  

        Jstat 是JDK自带的一个轻量级小工具。全称“Java Virtual Machine statistics monitoring tool”，它位于java的bin目录下，主要利用JVM内建的指令对Java应用程序的资源和性能进行实时的命令行的监控，包括了对Heap size和垃圾回收状况的监控。可见，Jstat是轻量级的、专门针对JVM的工具，非常适用。由于JVM内存设置较大，图中百分比变化不太明显

一个极强的监视VM内存工具。可以用来监视VM内存内的各种堆和非堆的大小及其内存使用量。

jstat工具特别强大，有众多的可选项，详细查看堆内各个部分的使用量，以及加载类的数量。使用时，需加上查看进程的进程id，和所选参数。

执行：cd $JAVA_HOME/bin中执行jstat，注意jstat后一定要跟参数。

语法结构：

Usage: jstat -help|-options

       jstat - [-t] [-h] [ []]

参数解释：

Options — 选项，我们一般使用 -gcutil 查看gc情况

vmid      — VM的进程号，即当前运行的java进程号

interval[s|ms]  ——  间隔时间，单位为秒或者毫秒，默认为ms。必须是正整型。

count     — 打印次数，如果缺省则打印无数次

输出参数：

-hn 每个n行输出一次列表头。默认为0，仅输出一次。

-tn 在第一列输出时间戳。该时间戳从jvm启动开始。

-JjavaOption

具体参数：

-class： 统计class loader 行为信息

-compiler： 统计编译行为信息

-gc：统计jdk gc时heap信息

-gccapacity：统计不同的generations（新生代、老生代、永久代）相应的heap容量信息

-gccause：统计gc的情况，以及引起gc的事情。同-gcutil

-gcnew：统计新生代的gc情况

-gcnewcapacity：统计新生代gc时heap的容量信息

-gcold：统计老生代的gc情况

-gcoldcapacity：统计老生代gc时heap容量信息

-gcpermcapacity：统计永久代gc时的容量信息

-gcutil：统计heap的gc情况

-printcompilation：没用过

jstat -gcutil ：

结果信息：

S0  — Heap上的 Survivor space 0 区已使用空间的百分比
S1  — Heap上的 Survivor space 1 区已使用空间的百分比
E   — Heap上的 Eden space 区已使用空间的百分比
O   — Heap上的 Old space 区已使用空间的百分比
P   — Perm space 区已使用空间的百分比
YGC — 从应用程序启动到采样时发生 Young GC 的次数
YGCT– 从应用程序启动到采样时 Young GC 所用的时间(单位秒)
FGC — 从应用程序启动到采样时发生 Full GC 的次数
FGCT– 从应用程序启动到采样时 Full GC 所用的时间(单位秒)
GCT — 从应用程序启动到采样时用于垃圾回收的总时间(单位秒)

---

jstat -gcutil 21891 250 7

 

21891 进程号； 250ms 采样interval； 7 count
S0     S1     E      O      P     YGC    YGCT    FGC    FGCT     GCT
12.44   0.00  27.20   9.49  96.70    78    0.176     5    0.495    0.672
12.44   0.00  62.16   9.49  96.70    78    0.176     5    0.495    0.672
12.44   0.00  83.97   9.49  96.70    78    0.176     5    0.495    0.672
0.00    7.74   0.00   9.51  96.70    79    0.177     5    0.495    0.673
0.00    7.74  23.37   9.51  96.70    79    0.177     5    0.495    0.673
0.00    7.74  43.82   9.51  96.70    79    0.177     5    0.495    0.673
0.00    7.74  58.11   9.51  96.71    79    0.177     5    0.495    0.673

以上输出表明：
1. 在第三行与第四行，发生一次新生代gc。 本次gc耗时0.001秒，且有对象从Eden区提升到老生代，老生代使用率从9.49% 上升到9.51%。
2. gc之前，survivor space 使用率12.44%， gc后，降为7.74%。

---

jstat -gcnew -h3 21891 250
       
 -h3：每隔三行输出一次列表头； 21891：进程号; 250: interval采样间隔，ms； count不设置，表示打印无数次

S0C    S1C    S0U    S1U   TT MTT  DSS      EC       EU     YGC     YGCT
64.0   64.0    0.0   31.7   31  31   32.0    512.0    178.6    249    0.203

64.0   64.0    0.0   31.7   31  31   32.0    512.0    355.5    249    0.203
64.0   64.0   35.4    0.0   2    31   32.0    512.0     21.9    250    0.204
S0C    S1C    S0U    S1U   TT MTT  DSS      EC       EU     YGC     YGCT
64.0   64.0   35.4    0.0   2    31   32.0    512.0    245.9    250    0.204
64.0   64.0   35.4    0.0   2    31   32.0    512.0    421.1    250    0.204
64.0   64.0    0.0   19.0   31  31   32.0    512.0     84.4    251    0.204
S0C    S1C    S0U    S1U   TT MTT  DSS      EC       EU     YGC     YGCT
64.0   64.0    0.0   19.0   31  31   32.0    512.0    306.7    251    0.204

以上输出表明：
1.  S0U： survivor space 0 utilization 
     DSS： desired survivor Size 
     TT： tenuring threshold 阀值， 用于控制对象在新生代存活的最大次数
2. 第二行和第三行之间，发生一次新生代gc。 耗时为0.001秒。
    本次gc发现较多的存活对象，且S0U超过了DSS，因此，将存活对象提升到老生代（这里没有显示）。并将 
     TT从31降到2.
3.  另一次gc发生在第5行和第6行，本次gc发现较少的幸存对象，并将阀值变更为31。

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jstat -gcoldcapacity -t 21891 250 3

-t：在第一列输出时间戳； 21891：进程号； 250: 采样间隔ms；3 采样次Timestamp    OGCMN   OGCMX       OGC       OC      YGC   FGC    FGCT    GCT
150.1      1408.0    60544.0   11696.0    11696.0   194    80    2.874   3.799
 150.4     1408.0    60544.0   13820.0    13820.0   194    81    2.938   3.863
150.7      1408.0    60544.0    13820.0   13820.0   194    81    2.938   3.863

以上输出表明：
1. OGC： old generation capacity 老生代空间大小
   OGCMN：最小OGC
   OGCMX： 最大OGC
   OC： old space capacity
   FGC： Full  GC
   OGC： old generation capacity
2. Timestamp从jvm启动的时间开始。
3. 第二行和第三行，经过81次full gc， OGC从11696 KB 上升到13820 KB 。
4. 老生代最大空间大小OGCMX为 60544 KB， 因此还有上升空间。

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jstat -gcutil

 

 [root@localhost bin]# jstat -gcutil 25444 1000 5

  S0     S1     E      O      P     YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT

 73.54   0.00  99.04  67.52  98.49    166    0.252     6    0.331    0.583

 73.54   0.00  99.04  67.52  98.49    166    0.252     6    0.331    0.583

 73.54   0.00  99.04  67.52  98.49    166    0.252     6    0.331    0.583

 73.54   0.00  99.04  67.52  98.49    166    0.252     6    0.331    0.583

 73.54   0.00  99.04  67.52  98.49    166    0.252     6    0.331    0.583

可以看到，5次young gc之后，垃圾内存被从Eden space区(E)放入了Old space区(O)，并引起了百分比的变化，导致Survivor space使用的百分比从73.54%(S0)降到0%(S1)。有效释放了内存空间。绿框中，我们可以看到，一次full gc之后，Old space区(O)的内存被回收，从99.05%降到67.52%。

图中同时打印了young gc和full gc的总次数、总耗时。而，每次young gc消耗的时间，可以用相间隔的两行YGCT相减得到。每次full gc消耗的时间，可以用相隔的两行FGCT相减得到。例如红框中表示的第一行、第二行之间发生了1次young gc，消耗的时间为0.252-0.252＝0.0秒。

常驻内存区(P)的使用率，始终停留在98.49%左右，说明常驻内存没有突变，比较正常。

如果young gc和full gc能够正常发生，而且都能有效回收内存，常驻内存区变化不明显，则说明java内存释放情况正常，垃圾回收及时，java内存泄露的几率就会大大降低。但也不能说明一定没有内存泄露。

GCT 是YGCT 和FGCT的时间总和。

以上，介绍了Jstat按百分比查看gc情况的功能。其实，它还有功能，例如加载类信息统计功能、内存池信息统计功能等，那些是以绝对值的形式打印出来的，比较少用，在此就不做介绍。

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jstat -class pid

显示加载class的数量，及所占空间等信息。

[root@localhost bin]# jstat -class 25917

Loaded  Bytes  Unloaded  Bytes     Time

2629    2916.8       29   24.6     0.90

 

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jstat -compiler pid

显示VM实时编译的数量等信息。

[root@localhost bin]# jstat -compiler 25917

Compiled Failed Invalid   Time   FailedType FailedMethod

 768      0       0   0.70            0

 

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jstat –gccapacity

可以显示，VM内存中三代（young,old,perm）对象的使用和占用大小，如：PGCMN显示的是最小perm的内存使用量，PGCMX显示的 是perm的内存最大使用量，PGC是当前新生成的perm内存占用量，PC是但前perm内存占用量。其他的可以根据这个类推， OC是old内纯的占用量。

 

[root@localhost bin]# jstat -gccapacity 25917

NGCMN       640.0

NGCMX       4992.0

NGC         832.0

S0C         64.0

S1C         64.0

EC          704.0

OGCMN       1408.0

OGCMX       60544.0

OGC         9504.0

OC          9504.0                  OC是old内纯的占用量

PGCMN       8192.0                  PGCMN显示的是最小perm的内存使用量

PGCMX       65536.0                 PGCMX显示的是perm的内存最大使用量

PGC         12800.0                 PGC是当前新生成的perm内存占用量

PC          12800.0                 PC是但前perm内存占用量

YGC         164

FGC         6

 

---

jstat -gcnew pid

new对象的信息

[root@localhost bin]# jstat -gcnew 25917

 S0C    S1C    S0U    S1U   TT MTT  DSS      EC       EU     YGC     YGCT

 64.0   64.0   47.4   0.0   2  15   32.0    704.0    145.7    168    0.254

 

jstat -gcnewcapacity pid: new对象的信息及其占用量

[root@localhost bin]# jstat -gcnewcapacity 25917

 NGCMN  NGCMX   NGC   S0CMX  S0C   S1CMX  S1C   ECMX    EC      YGC   FGC

640.0  4992.0  832.0 64.0   448.0 448.0  64.0   4096.0  704.0  168     6

 

jstat -gcold pid: old对象的信息。

[root@localhost bin]# jstat -gcold 25917

   PC       PU        OC          OU       YGC    FGC    FGCT     GCT

 12800.0  12617.6     9504.0      6561.3   169     6    0.335    0.591

 

jstat -gcoldcapacity pid:old对象的信息及其占用量。

[root@localhost bin]# jstat -gcoldcapacity 25917

OGCMN      OGCMX        OGC         OC       YGC   FGC    FGCT     GCT

1408.0     60544.0      9504.0      9504.0   169     6    0.335    0.591

 

jstat -gcpermcapacity pid: perm对象的信息及其占用量。

[root@localhost bin]# jstat -gcpermcapacity 25917

PGCMN      PGCMX       PGC         PC      YGC   FGC    FGCT     GCT

8192.0    65536.0    12800.0    12800.0   169     6    0.335    0.591

 

jstat -printcompilation pid: 当前VM执行的信息。

[root@localhost bin]# jstat -printcompilation -h3  25917 1000 5

每1000毫秒打印一次，一共打印5次，还可以加上-h3每三行显示一下标题。

Compiled  Size  Type Method

     788     73    1 java/io/File

     788     73    1 java/io/File

     788     73    1 java/io/File

Compiled  Size  Type Method

     788     73    1 java/io/File

     788     73    1 java/io/File