jvm的内存调优

 Java内存组成 



1) 堆

    运行时数据区域,所有类实例和数组的内存均从此处分配。Java 虚拟机启动时创建。对象的堆内存由称为垃圾回收器 的自动内存管理系统回收。
 堆由两部分组成:

    其中eden+fromspace+tospace也叫年轻代(young),old space叫旧生代.

    其中还有S1,S0(在JDK的自带工具输出中会看到),分别指的是Survivor space,存放每次垃圾回收后存活的对象.

    Old Generation , 主要存放应用程序中生命周期长的存活对象
垃圾回收主要是对Young Generation块和Old Generation块内存进行回收,YG用来放新产生的对象,经过几次回收还没回收掉的对象往OG中移动,
对YG进行垃圾回收又叫做MinorGC,对OG垃圾回收叫MajorGC,两块内存回收互不干涉

 

2) 非堆内存

   JVM具有一个由所有线程共享的方法区。方法区属于非堆内存。它存储每个类结构,如运行时常数池、字段和方法数据,以及方法和构造方法的代码。它是在 Java 虚拟机启动时创建的。
    除了方法区外,Java 虚拟机实现可能需要用于内部处理或优化的内存,这种内存也是非堆内存。 例如,JIT 编译器需要内存来存储从 Java 虚拟机代码转换而来的本机代码,从而获得高性能。
 
   Permanent Generation   (图中的Permanent Space) 存放JVM自己的反射对象,比如类对象和方法对象
3) 回收算法和过程
   

 JVM采用一种分代回收 (generational collection) 的策略,用较高的频率对年轻的对象(young generation)进行扫描和回收,这种叫做minor collection,而对老对象(old generation)的检查回收频率要低很多,称为major collection。这样就不需要每次GC都将内存中所有对象都检查一遍。

      当一个URL被访问时,内存申请过程 如下:
A. JVM会试图为相关Java对象在Eden中初始化一块内存区域
B. 当Eden空间足够时,内存申请结束。否则到下一步
C. JVM试图释放在Eden中所有不活跃的对象(这属于1或更高级的垃圾回收), 释放后若Eden空间仍然不足以放入新对象,则试图将部分Eden中活跃对象放入Survivor区
D. Survivor区被用来作为Eden及OLD的中间交换区域,当OLD区空间足够时,Survivor区的对象会被移到Old区,否则会被保留在Survivor区
E. 当OLD区空间不够时,JVM会在OLD区进行完全的垃圾收集(0级)
F. 完全垃圾收集后,若Survivor及OLD区仍然无法存放从Eden复制过来的部分对象,导致JVM无法在Eden区为新对象创建内存区域,则出现”out of memory错误”

    对象衰老的过程 
    young generation的内存,由一块Eden(伊甸园,有意思)和两块Survivor Space(1.4文档中称为semi-space)构成。新创建的对象的内存都分配自eden。两块Survivor Space总有会一块是空闲的,用作copying collection的目标空间。Minor collection的过程就是将eden和在用survivor space中的活对象copy到空闲survivor space中。所谓survivor,也就是大部分对象在伊甸园出生后,根本活不过一次GC。对象在young generation里经历了一定次数的minor collection后,年纪大了,就会被移到old generation中,称为tenuring。(是否仅当survivor space不足的时候才会将老对象tenuring? 目前资料中没有找到描述)
     剩余内存空间不足会触发GC,如eden空间不够了就要进行minor collection,old generation空间不够要进行major collection,permanent generation空间不足会引发full GC。

 

4 接下来这部分讲解的是TOMCAT或者其他服务器出现如下错误时的分析:

   1、首先是:java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space 

解释: 

Heap size 设置 

JVM堆的设置是指java程序运行过程中JVM可以调配使用的内存空间的设置.JVM在启动的时候会自动设置Heap size的值,其初始空间(即-Xms)是物理内存的1/64,最大空间(-Xmx)是物理内存的1/4。可以利用JVM提供的-Xmn -Xms -Xmx等选项可进行设置。Heap size 的大小是Young Generation 和Tenured Generaion 之和。 
提示:在JVM中如果98%的时间是用于GC且可用的Heap size 不足2%的时候将抛出此异常信息。 
提示:Heap Size 最大不要超过可用物理内存的80%,一般的要将-Xms和-Xmx选项设置为相同,而-Xmn为1/4的-Xmx值。 

解决方法: 

手动设置Heap size 
修改TOMCAT_HOME/bin/catalina.bat,在“echo "Using CATALINA_BASE: $CATALINA_BASE"”上面加入以下行: 
Java代码 
set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -server -Xms800m -Xmx800m -XX:MaxNewSize=256m   

set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -server -Xms800m -Xmx800m -XX:MaxNewSize=256m 

或修改catalina.sh 
在“echo "Using CATALINA_BASE: $CATALINA_BASE"”上面加入以下行: 
JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -server -Xms800m -Xmx800m -XX:MaxNewSize=256m" 

2、其次是:java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space 

原因: 

PermGen space的全称是Permanent Generation space,是指内存的永久保存区域,这块内存主要是被JVM存放Class和Meta信息的,Class在被Loader时就会被放到PermGen space中,它和存放类实例(Instance)的Heap区域不同,GC(Garbage Collection)不会在主程序运行期对PermGen space进行清理,所以如果你的应用中有很CLASS的话,就很可能出现PermGen space错误,这种错误常见在web服务器对JSP进行pre compile的时候。如果你的WEB APP下都用了大量的第三方jar, 其大小超过了jvm默认的大小(4M)那么就会产生此错误信息了。 

解决方法: 

1. 手动设置MaxPermSize大小 
修改TOMCAT_HOME/bin/catalina.bat(Linux下为catalina.sh),在Java代码 
“echo "Using CATALINA_BASE: $CATALINA_BASE"”上面加入以下行:    
set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -server -XX:PermSize=128M -XX:MaxPermSize=512m   

“echo "Using CATALINA_BASE: $CATALINA_BASE"”上面加入以下行: 
set JAVA_OPTS=%JAVA_OPTS% -server -XX:PermSize=128M -XX:MaxPermSize=512m 

catalina.sh下为: 
Java代码 
JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -server -XX:PermSize=128M -XX:MaxPermSize=512m"  

JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -server -XX:PermSize=128M -XX:MaxPermSize=512m"

 

JVM的默认设置

 (heap)(News Generation 和Old Generaion 之和)的设置

       初始分配的内存由-Xms指定,默认是物理内存的1/64但小于1G。

       最大分配的内存由-Xmx指定,默认是物理内存的1/4但小于1G。

       默认空余堆内存小于40%时,JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制,可以由-XX:MinHeapFreeRatio=指定。 
默认空余堆内存大于70%时,JVM会减少堆直到-Xms的最小限制,可以由-XX:MaxHeapFreeRatio=指定。

服务器一般设置-Xms、-Xmx相等以避免在每次GC 后调整堆的大小,所以上面的两个参数没啥用。 

       -Xmn 设置young generation的heap大小

      -XX:MinHeapFreeRatio与-XX:MaxHeapFreeRatio设定空闲内存占总内存的比例范围,这两个参数会影响GC的频率和单次GC的耗时。-XX:NewRatio决定young与old generation的比例。Young generation空间越大,minor collection频率越低,但是old generation空间小了,又可能导致major collection频率增加。-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize直接指定了young generation的缺省大小和最大大小。

 

非堆内存 的设置

     默认分配为64M

     -XX:PermSize设置最小分配空间,-XX:MaxPermSize设置最大分配空间。一般把这两个数值设为相同,以减少申请内存空间的时间。


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