【面试需了解之垃圾回收】jvm垃圾回收机制-GC基础知识、jvm基本组成、查看、排查

前言

jvm垃圾回收机制-GC基础知识、jvm基本组成、查看、排查

GC基础知识

概述

1. 什么是垃圾

   1. 一个对象没有被引用，没有任何对象去引用它，那么它所占用的内存就是垃圾
   2. 几个对象相互循环引用，但是没有栈空间/外部对象去引用它们

2. 如何定位垃圾

   1. 引用计数：不能解决循环引用
   2. 根可达算法、根搜索算法：根对象及其引用的对象是有用的（调用链），其他的都是垃圾
      1. 根对象：线程栈变量、静态变量、常量池、JNI指针

3. 常见的垃圾回收算法

   1. 标记清除：Mark-Sweep
      1. 空间不连续，产生碎片
   2. 拷贝：Copying
      1. 连续没有碎片
      2. 浪费空间
   3. 标记压缩：Mark-Compact
      1. 没有碎片
      2. 效率偏低

4. jvm内存分代模型-用于垃圾回收

   1. 分区
      1. 新生代：new、young
      2. 老年代：old
      3. 永久代（1.7）、元数据区（1.8）
   2. 新生代（Young）：Eden+2个suvivor区；YGC回收
   3. 老年代（Old）：存储顽固分子；老年代满了触发FGC
   4. GC Tuning（Generation）：尽量减少FGC
      1. MinorGC=YGC：对新生代堆进行gc
      2. MajorGC=FGC：全堆范围的gc

5. 垃圾回收器

   1. 类别

      1. Serial：年轻代-串行回收
      2. Parallel：年轻代-并行回收
      3. ParNew：年轻代-配合CMS的并行回收
      4. SerialOld：老年代
      5. ParallelOld：老年代
      6. ConcurrentMarkSweep：老年代；并发-垃圾回收和应用程序同时运行，降低STW的时间（200ms）
      7. G1
      8. ZGC
      9. Shenandoah
      10. Eplison

   2. jdk1.8默认PS+ParallelOld

6. jvm调优

   1. 第一步：了解生成环境下的垃圾回收器组合

JVM

基本组成

1. 虚拟机的组成

java能实现跨平台，是因为在不同平台上运行不同的虚拟机决定的，因此java文件的执行不直接在操作系统上执行，而是通过jvm（虚拟机）执行

2. jvm的内存区域

• 运行时数据区
  • 堆
  • 方法区（1.7）：jvm
  • 元空间（1.8）：内存
  • 线程私有
    • 虚拟机栈：Java方法
    • 本地方法栈：Native方法（非Java，直接与操作系统交互）
    • 程序计数器–不会发生内存泄漏

查看jvm

• 可视化工具：控制台->jvisualvm

排查jvm问题

1. 正常运行的系统

1. 可以使用jmap来查看/VM中各个区域的使用情况
2. 可以通过jstack来查看线程的运行情况，比如哪些线程阻塞，是否出现了死锁
3. 可以通过jstat命令来查看垃圾回收的情况，特别是fullgc，如果发现fullgc比较频繁，那么就得进行调优了
4. 通过各个命令的结果，或者jivisualvm等工具来进行分析
5. 首先，初步猜测顺繁发生fullgc的原因，如果颇繁发生fullgc但是又一直没有出现内存溢出，那么表示fgc实际上是回收了很多对象了，所以这些对象最好能在younggc过程中就直接回收掉，避免这些对象进入到老年代，对于这种情况，就要考虑这些存活时间不长的对象是不是比较大，导致年轻代放不下，直接进入到了老年代，尝试加大年轻代的大小，如果改完之后，fgc减少，则证明修改有效
6. 同时，还可以找到占用CPU最多的线程，定位到具体的方法，优化这个方法的执行，看是否能避免某些对象的创建，从而节省内存

2. 对于已经发生了OOM的系统

1. 一般生产系统中都会设置当系统发生了OOM时，生成当时的dump文件(-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError-XX:HeapDumpPath=/usr/local/base
2. 利用jvisualvm等工具来分析dump文件
3. 根据dump文件找到异常的实例对象，和异常的线程(占用CPU高)，定位到具体的代码
4. 然后再进行详细的分析和调试

总之，调优不是一蹴而就的，需要分析、推理，实践，总结，再分析，最终定位到具体的问题