JVM 基础概念
以下描述的是Sun公司的HotSpot 虚拟机内存区域模型
一、虚拟机内存管理模型
1.粗略的划分： 堆内存 + 栈内存
2.细致的划分：Java堆 + 方法区 +Java方法栈 + 本地方法栈 + 程序计数器
3.这两种方式的划分是对应的，并且注意：堆内存是线程共享的，栈内存是线程独享的
4.程序计数器(PCR) 是唯一一个没有定义内存溢出的区域
5.对HotSpot虚拟机而言，Java方法栈和本地方法栈是合二为一的
二、虚拟机内存区域定义
1.Java堆 Java Heap
用于存放对象实例，按照【年代】的方式来管理，分为：新生代和老年代
也就是 Young Generation 和 Old Generation
当然如果还要再细致的划分，也可以分为 Eden空间、From Survivor 和 To Survivor 空间
这个区域的内存溢出定义为：OOM 即Out Of Memory
2.方法区 Method Area
用于存放虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、动态编辑的字节码
如果还是以年代的方式来管理，方法区可以看做 永久代，即 Parmanent Generation
从方法区存放的对象来看，似乎很容易理解它为什么叫做 永久代 了
你想想 类的加载信息也就是我们说的每一个类都有一个class与之对应
更别说常量、静态变量了，这些都属于很难回收的对象，所以叫做永久代很贴切
这个区域的内存溢出定义为：OOM 即Out Of Memory
3.Java方法栈 Java Method Stack
方法栈描述的就是Java方法在虚拟机里面的内存模型
用于存放方法局部变量、方法出口、动态链接、操作栈等等
这个区域的内存溢出有两种形式定义
（1）当栈申请的内存不足是，是内存溢出 OOM
（2）当栈的深度超过JVM的规定的最大深度时，是栈溢出，即StackOverFlowError
4.本地方法栈 Native Method Stack
HotSpot 虚拟机将二者合二为一，他的行为可以认为和 Java方法栈一样
因此内存溢出也存在两种情况：直接内存溢出OOM和栈溢出
5.程序计数器 PCR
用于存储当前正在执行的线程所执行的字节码对应的地址的行号
简单的想象一下，当执行到 a = 1 这么一句赋值语句时，如果当前线程被挂起
等到线程恢复时，它是如何知道从这里开始继续执行的呢，靠的就是PCR
这块区域也是唯一没有定义内存溢出的区域
三、虚拟机内存分配
请注意：
（1）本地方法栈已经和Java方法栈合二为一，因此不再描述
（2）PCR即程序计数器，虚拟机规范里面没有定义内存溢出的情况，因此也不描述
（3）对于JVM来说，终究受限于机器物理内存，也就是直接内存，因此也做简单描述
1.Java 堆内存分配
-Xms:10M 意味着最小堆内存是10M，虚拟机启动之后初始化的堆内存就是10M
-Xmx:128M 意味着最大堆内存是128M，当内存不足时会自动扩展，但不会超过Xmx定义的最大堆内存
（1）如果 -Xms 等于 -Xmx，是什么情况：这意味着堆内存是不可扩展的
（2）如果想拿到堆内存溢出的快照文件，需要配置 -XX:HeapDumpOnOutOfMemoryError
也可以指定快照文件生成的位置，比如JBoss、Was等等应用服务器都可以配置路径
如果是在Eclipse里面模拟堆内存溢出，并配置了这个参数，一般这个文件生成在当前工程下面
（3）如何分析内存溢出快照文件，可以借助于 MAT 即 Memory Analysis Tool 内存分析工具
这是一个可以安装在Eclipse上面的插件
（4）堆内存还可以细分为 新生代 和 老年代，如何更细致分配内存
-Xmn:5M 指定新生代内存大小（即Eden+From Survivor+To Survivor空间大小）
指定了新生代，剩下的自然而然就是老年代使用的空间了
2.Java方法栈内存分配
-Xss:1M 意味着每个线程分配的栈内存是1M，当前常见配置一般都是1M
请注意 栈内存 是线程独享的，因此-Xss指的是分配给每个线程的栈内存
那么有个有趣的现象：当总的分配给栈区域的内存是固定的，比如500M
那么如何才能让JVM容纳更多线程呢，那就是：减少 Xss 的配置
因为每个线程分配的内存少了，自然而然就能容纳更多线程了
这是在总内存不变的情况下，如何容纳更多线程的一种配置方式
3.方法区内存分配
-XX:PermSize=10M 方法区初始内存
-XX:MaxPermSize=128M 方法区最大内存
和Java堆一样，当初始内存不够时，会自动扩展
4.直接内存 Directory Memory
-XX:MaxDirectoryMemorySize=128M
如果直接内存如果不指定，默认和 -Xmx 即最大对内存保持一样
四、完整的JVM参数设置
| 参数名称 | 含义 | 默认值 | |
| -Xms | 初始堆大小 | 物理内存的1/64(<1GB) | 默认(MinHeapFreeRatio参数可以调整)空余堆内存小于40%时，JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制. |
| -Xmx | 最大堆大小 | 物理内存的1/4(<1GB) | 默认(MaxHeapFreeRatio参数可以调整)空余堆内存大于70%时，JVM会减少堆直到 -Xms的最小限制 |
| -Xmn | 年轻代大小(1.4or lator) | 注意：此处的大小是（eden+ 2 survivor space).与jmap -heap中显示的New gen是不同的。 整个堆大小=年轻代大小 + 年老代大小 + 持久代大小. 增大年轻代后,将会减小年老代大小.此值对系统性能影响较大,Sun官方推荐配置为整个堆的3/8 |
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| -XX:NewSize | 设置年轻代大小(for 1.3/1.4) | ||
| -XX:MaxNewSize | 年轻代最大值(for 1.3/1.4) | ||
| -XX:PermSize | 设置持久代(perm gen)初始值 | 物理内存的1/64 | |
| -XX:MaxPermSize | 设置持久代最大值 | 物理内存的1/4 | |
| -Xss | 每个线程的堆栈大小 | JDK5.0以后每个线程堆栈大小为1M,以前每个线程堆栈大小为256K.更具应用的线程所需内存大小进行 调整.在相同物理内存下,减小这个值能生成更多的线程.但是操作系统对一个进程内的线程数还是有限制的,不能无限生成,经验值在3000~5000左右 一般小的应用， 如果栈不是很深， 应该是128k够用的 大的应用建议使用256k。这个选项对性能影响比较大，需要严格的测试。（校长） 和threadstacksize选项解释很类似,官方文档似乎没有解释,在论坛中有这样一句话:"” -Xss is translated in a VM flag named ThreadStackSize” 一般设置这个值就可以了。 |
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| -XX:ThreadStackSize | Thread Stack Size | (0 means use default stack size) [Sparc: 512; Solaris x86: 320 (was 256 prior in 5.0 and earlier); Sparc 64 bit: 1024; Linux amd64: 1024 (was 0 in 5.0 and earlier); all others 0.] | |
| -XX:NewRatio | 年轻代(包括Eden和两个Survivor区)与年老代的比值(除去持久代) | -XX:NewRatio=4表示年轻代与年老代所占比值为1:4,年轻代占整个堆栈的1/5 Xms=Xmx并且设置了Xmn的情况下，该参数不需要进行设置。 |
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| -XX:SurvivorRatio | Eden区与Survivor区的大小比值 | 设置为8,则两个Survivor区与一个Eden区的比值为2:8,一个Survivor区占整个年轻代的1/10 | |
| -XX:LargePageSizeInBytes | 内存页的大小不可设置过大， 会影响Perm的大小 | =128m | |
| -XX:+UseFastAccessorMethods | 原始类型的快速优化 | ||
| -XX:+DisableExplicitGC | 关闭System.gc() | 这个参数需要严格的测试 | |
| -XX:MaxTenuringThreshold | 垃圾最大年龄 | 如果设置为0的话,则年轻代对象不经过Survivor区,直接进入年老代. 对于年老代比较多的应用,可以提高效率.如果将此值设置为一个较大值,则年轻代对象会在Survivor区进行多次复制,这样可以增加对象再年轻代的存活 时间,增加在年轻代即被回收的概率 该参数只有在串行GC时才有效. |
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| -XX:+AggressiveOpts | 加快编译 | ||
| -XX:+UseBiasedLocking | 锁机制的性能改善 | ||
| -Xnoclassgc | 禁用垃圾回收 | ||
| -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB | 每兆堆空闲空间中SoftReference的存活时间 | 1s | softly reachable objects will remain alive for some amount of time after the last time they were referenced. The default value is one second of lifetime per free megabyte in the heap |
| -XX:PretenureSizeThreshold | 对象超过多大是直接在旧生代分配 | 0 | 单位字节 新生代采用Parallel Scavenge GC时无效 另一种直接在旧生代分配的情况是大的数组对象,且数组中无外部引用对象. |
| -XX:TLABWasteTargetPercent | TLAB占eden区的百分比 | 1% | |
| -XX:+CollectGen0First | FullGC时是否先YGC | false |
并行收集器相关参数
| -XX:+UseParallelGC | Full GC采用parallel MSC (此项待验证) |
选择垃圾收集器为并行收集器.此配置仅对年轻代有效.即上述配置下,年轻代使用并发收集,而年老代仍旧使用串行收集.(此项待验证) |
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| -XX:+UseParNewGC | 设置年轻代为并行收集 | 可与CMS收集同时使用 JDK5.0以上,JVM会根据系统配置自行设置,所以无需再设置此值 |
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| -XX:ParallelGCThreads | 并行收集器的线程数 | 此值最好配置与处理器数目相等 同样适用于CMS | |
| -XX:+UseParallelOldGC | 年老代垃圾收集方式为并行收集(Parallel Compacting) | 这个是JAVA 6出现的参数选项 | |
| -XX:MaxGCPauseMillis | 每次年轻代垃圾回收的最长时间(最大暂停时间) | 如果无法满足此时间,JVM会自动调整年轻代大小,以满足此值. | |
| -XX:+UseAdaptiveSizePolicy | 自动选择年轻代区大小和相应的Survivor区比例 | 设置此选项后,并行收集器会自动选择年轻代区大小和相应的Survivor区比例,以达到目标系统规定的最低相应时间或者收集频率等,此值建议使用并行收集器时,一直打开. | |
| -XX:GCTimeRatio | 设置垃圾回收时间占程序运行时间的百分比 | 公式为1/(1+n) | |
| -XX:+ScavengeBeforeFullGC | Full GC前调用YGC | true | Do young generation GC prior to a full GC. (Introduced in 1.4.1.) |
CMS相关参数
| -XX:+UseConcMarkSweepGC | 使用CMS内存收集 | 测试中配置这个以后,-XX:NewRatio=4的配置失效了,原因不明.所以,此时年轻代大小最好用-Xmn设置.??? | |
| -XX:+AggressiveHeap | 试图是使用大量的物理内存 长时间大内存使用的优化，能检查计算资源（内存， 处理器数量） 至少需要256MB内存 大量的CPU／内存， （在1.4.1在4CPU的机器上已经显示有提升） |
||
| -XX:CMSFullGCsBeforeCompaction | 多少次后进行内存压缩 | 由于并发收集器不对内存空间进行压缩,整理,所以运行一段时间以后会产生"碎片",使得运行效率降低.此值设置运行多少次GC以后对内存空间进行压缩,整理. | |
| -XX:+CMSParallelRemarkEnabled | 降低标记停顿 | ||
| -XX+UseCMSCompactAtFullCollection | 在FULL GC的时候， 对年老代的压缩 | CMS是不会移动内存的， 因此， 这个非常容易产生碎片， 导致内存不够用， 因此， 内存的压缩这个时候就会被启用。 增加这个参数是个好习惯。 可能会影响性能,但是可以消除碎片 |
|
| -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly | 使用手动定义初始化定义开始CMS收集 | 禁止hostspot自行触发CMS GC | |
| -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=70 | 使用cms作为垃圾回收 使用70％后开始CMS收集 |
92 | 为了保证不出现promotion failed(见下面介绍)错误,该值的设置需要满足以下公式CMSInitiatingOccupancyFraction计算公式 |
| -XX:CMSInitiatingPermOccupancyFraction | 设置Perm Gen使用到达多少比率时触发 | 92 | |
| -XX:+CMSIncrementalMode | 设置为增量模式 | 用于单CPU情况 | |
| -XX:+CMSClassUnloadingEnabled |
辅助信息
| -XX:+PrintGC | 输出形式: [GC 118250K->113543K(130112K), 0.0094143 secs] |
||
| -XX:+PrintGCDetails | 输出形式:[GC [DefNew: 8614K->781K(9088K), 0.0123035 secs] 118250K->113543K(130112K), 0.0124633 secs] |
||
| -XX:+PrintGCTimeStamps | |||
| -XX:+PrintGC:PrintGCTimeStamps | 可与-XX:+PrintGC -XX:+PrintGCDetails混合使用 输出形式:11.851: [GC 98328K->93620K(130112K), 0.0082960 secs] |
||
| -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime | 打印垃圾回收期间程序暂停的时间.可与上面混合使用 | 输出形式:Total time for which application threads were stopped: 0.0468229 seconds | |
| -XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime | 打印每次垃圾回收前,程序未中断的执行时间.可与上面混合使用 | 输出形式:Application time: 0.5291524 seconds | |
| -XX:+PrintHeapAtGC | 打印GC前后的详细堆栈信息 | ||
| -Xloggc:filename | 把相关日志信息记录到文件以便分析. 与上面几个配合使用 |
||
| -XX:+PrintClassHistogram |
garbage collects before printing the histogram. | ||
| -XX:+PrintTLAB | 查看TLAB空间的使用情况 | ||
| XX:+PrintTenuringDistribution | 查看每次minor GC后新的存活周期的阈值 | Desired survivor size 1048576 bytes, new threshold 7 (max 15) |