JVM性能调优理论与实践
内存模型
方法区，堆是所有线程共有。
栈，本地计数器是线程私有。
方法区
保存class文件加载后的类信息，常量池数据等
1.8后叫metaspace
会OOM，如动态加载类文件时: java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
堆
最大的内存区域，所有线程共享，保存对象和数组。
所有对象都存在堆中吗？
永久代并不属于堆内存中的一部分，jdk1.8之后永久代。
会OOM: java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
虚拟机栈
各个线程私有
保存栈帧
栈帧：每个方法被执行的时候创建,用于存储局部变量表(包括参数)、操作栈、方法出口等信息。
会栈溢出：java.lang.StackOverflowError
会OOM: JVM实现支持动态扩展时会，HotSpot不支持，不会OOM
本地方法栈
-
保存native方法栈帧
-
会栈溢出
-
会OOM
程序计数器
-
各个线程私有
-
记录正在执行的JVM字节码指令位置
-
native方法执行时为空
-
不会OOM
堆外内存
垃圾收集
CMS
-
标记-清理：标记出垃圾对象，清除垃圾对象
-
并发收集和清理，停顿较低，碎片多。
G1
-
jdk1.9默认的回收器
-
控制回收时间：控制回收垃圾的时间，选择回收成本最低的Regions作为回收目标，达到实时收集的目的
-
空间整理：空间碎片较少，有效的使用了连续空间，不会导致连续空间不足提前造成GC的触发
-
内存拆分：把内存拆分成多等份（Region），逻辑上存在新生代和老年代的概念，无严格区分
什么情况下应该考虑使用G1
-
实时数据占用超过一半的堆空间
-
对象分配或者晋升的速度变化大
-
希望消除长时间的GC停顿（超过0.5-1秒）
区别
-
使用范围不同
-
CMS收集器是老年代的收集器，可以配合新生代的Serial和ParNew收集器一起使用
-
G1收集器收集范围是老年代和新生代。不需要结合其他收集器使用
-
-
STW的时间
-
CMS收集器以最小的停顿时间为目标的收集器。
-
G1收集器可预测垃圾回收的停顿时间（建立可预测的停顿时间模型）
-
-
垃圾碎片
-
CMS收集器是使用“标记-清除”算法进行的垃圾回收，容易产生内存碎片。
-
G1收集器使用的是“标记-整理”算法，进行了空间整合，降低了内存空间碎片。
-
-
回收过程
方法与步骤
JVM内存调优主要目标是减少GC频率和耗时。GC包括以下几种
Minor GC：又叫young gc, 年轻代垃圾回收，主要采用复制清理算法。G1 GC也有youngGC
Full GC：又叫Major GC, old GC
监控工具
主要关注GC次数，GC耗时，线程数曲线，内存晋升分配，内存各区域折线
内存
jmap命令
jmap -heap pid //堆及新生代内存占用
jmap -histo pid | jmap -histo:live pid //查看对象个数及大小
jmap -dump:format=b,file=heap.hprof pid //导出内存文件
jmap -dump:live,format=b,file=heapLive.hprof pid//只导出存活的对象内存dump：Java 线程&内存在线分析 说明文档
内存分析：VisualVM 或者 JProfiler
线程
jtack命令
线程状态
线程动作
调用修饰
参考jstack — 查看堆栈信息
jstack -l pid//查看线程状态，打印锁相关日志。 有死锁会打印：Found one Java-level:deadlock
top -Hp pid //查看某个进程内各个线程的CPU占用。 jstack pid>thread.txt //dump线程信息到文本文件中。
-
NEW ：线程创建未启动，不会出现在Dump中。
-
RUNNABLE：运行状态。
-
BLOCKED：受阻塞状态并等待监视器锁。
-
WAITING：无限期等待另一个线程执行特定操作。
-
TIMED_WAITING：有时限的等待另一个线程的特定操作。
-
TERMINATED：已退出的状态。
-
runnable：状态一般为RUNNABLE。
-
in Object.wait()：等待区等待,状态为WAITING或TIMED_WAITING。
-
waiting for monitor entry：进入区等待,状态为BLOCKED。
-
waiting on condition：等待区等待、被park。
-
sleeping：休眠的线程,调用了Thread.sleep()。
-
locked ：使用synchronized申请对象加锁成功，成为监视器的拥有者。
-
waiting to lock ：使用synchronized申请对象锁未成功,在进入区等待。
-
waiting on ：使用synchronized申请对象锁成功后,释放锁幵在等待区等待。
-
parking to wait for 基本的线程阻塞原语,不通过监视器在对象上阻塞。和Concurrent包一起出现，如ReentrantLock
-
死锁分析
-
CPU占用分析
top命令查到的线程号是10进制，jstack中打印的线程号是16进制，要把10进制转为16进制去查看
-
GC
-
GC日志开关
-XX:+PrintGC -XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDetails-
PrintGC必须开启，只开启PrintGCDetails、PrintGCTimeStamps不会输出GC
-
-
查看是否开启GC日志打印
admin@M-C02FXLJ1MD6M:~$ jinfo -flag PrintGC 11871 -XX:-PrintGC// 减号说明没有打开日志 -
动态设置GC开关: jinfo
-flag pid：打印指定JVM的参数值
-flag [+|-] pid：设置指定JVM参数的布尔值
-flag = pid：设置指定JVM参数的值
//打开GC开关 jinfo -flag +PrintGC 2345-
分析GC日志
GC分析工具：https://gceasy.io/gc-index.jsp
内存泄露
-
-
标准
-
Minor GC执行耗时小于50ms；
-
Minor GC执行频率较低，小于10秒一次；
-
Full GC执行耗时小于1s；
-
Full GC执行频率较低，小于10分钟1次；
参数调优
参数类型
标准类型： -version -help。 各个JVM都会支持，一般不会变动 X参数：非标准参数(变动比较小)，并且默认jvm实现这些参数的功能。如-Xcomp、-Xmixed。 XX参数：不稳定参数，各个JVM实现可能不同。 如-XX:+UseConcMarkSweepGC、-XX:+UseG1GC，-XX:MaxGCPauseMillis=500
内存
-Xms（memory start）：初始堆大小，一般初始值可以和最大值设一样，避免GC后内存重新分配。
-Xmx（memory max）：最大堆大小。
-Xmn（memory new）：新生代大小。
-XX:NewRatio：新生代（Eden+2 survivor space）与老年代（除去持久代）的比值
线程
-Xss（stack size）：每个线程的堆栈大小。
垃圾回收
-XX:MaxTenuringThreshold：年轻代最大年龄。
-XX:PretenureSizeThreshold：对象超过多大时直接在老年代分配，默认值0，单位字节。
-XX:ParallelGCThreads：并行收集器的线程数。
-XX:+DisableExplicitGC：禁止System.gc()，免得程序员误调用gc方法影响性能。
-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction：CMS不对内存空间进行压缩、整理，这里配置多少次FullGC后进行内存压缩
-XX:+PrintGC
-XX:+PrintGCDetails
XX:+PrintGCApplicationStoppedTime：打印GC期间程序暂停时间
-XX:PrintHeapAtGC:打印GC前后的详细堆栈信息
-Xloggc:filename:设置GC日志位置
G1
-XX:MaxGCPauseMillis：最大停顿时间。
不要设置-Xmn, -XX:NewRatio. G1会动态调整年轻代大小，以满足最大停顿时间。
-XX:G1HeapRegionSize = n 设置region大小
-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent = 45 设置触发GC的堆占用百分比
-XX:G1NewSizePercent = 5 设置要用作年轻代大小的最小值的堆百分比。默认值为Java堆的5％
-XX:G1MaxNewSizePercent = 60 设置堆大小的百分比，以用作年轻代大小的最大值。默认值为Java堆的60％