1、Java虛擬機(jī),簡介 內(nèi)存區(qū)域與內(nèi)存溢出 垃圾回收 垃圾收集算法 垃圾收集器 調(diào)優(yōu)演示 Q/A,簡介,三大主流虛擬機(jī) Sun HotSpot VM（Oracle） BEA JRockit VM （Oracle） IBM J9 VM 今天的主題針對Oracle公司的HotSpot虛擬機(jī)來展開的，JVM也是作為一個(gè)JAVA開發(fā)人員學(xué)習(xí)的核心知識，理解JVM的原理對以后的程序開發(fā)、生產(chǎn)故障分析、性能調(diào)優(yōu)都有很大的幫助，同時(shí)也是走向資深猿的必修課。,運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)包括程序計(jì)數(shù)器、虛擬機(jī)棧、本地方法棧、堆、方法區(qū)。運(yùn)行時(shí)常量池（方法區(qū)）、直接內(nèi)存（Native函數(shù)庫直接分配堆外內(nèi)存）,內(nèi)存區(qū)域與內(nèi)存溢出,

2、程序計(jì)數(shù)器 當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼行號指示器，即線程執(zhí)行Java方法時(shí)，記錄其正在執(zhí)行的虛擬機(jī)字節(jié)碼指令地址 通過執(zhí)行線程行號記錄，實(shí)現(xiàn)線程安全切換 線程私有，生命周期與線程相同 較小的內(nèi)存空間，唯一在Java虛擬機(jī)規(guī)范中沒有規(guī)定任何OutOfMemoryError情況的區(qū)域 Java虛擬機(jī)棧 每個(gè)方法被執(zhí)行的時(shí)候創(chuàng)建一個(gè)棧幀，棧幀由三部分組成：局部變量區(qū)、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)連接。 單個(gè)線程棧內(nèi)存大小可通過Jvm參數(shù)-Xss設(shè)定，影響棧的深度。 線程私有，生命周期與線程相同 兩種異常狀態(tài)：線程請求棧深度大于虛擬機(jī)允許的深度將拋出StackOverflowError，無法申請到足夠的內(nèi)存時(shí)會(huì)拋出Ou

3、tOfMemoryError,int a = 10; int b = 20; int c = a + b; 局部變量表 操作數(shù)棧 iload_1 iload_2 iadd istore_3,線程1,局部變量表,操作數(shù)棧,動(dòng)態(tài)連接,返回地址,Java虛擬機(jī)棧,棧幀1,棧幀n,線程n,本地方法棧 與虛擬機(jī)棧類似，為虛擬機(jī)棧使用到的Native方法服務(wù) Java堆（GC堆） 內(nèi)存回收角度主要分為：Eden區(qū)、Survivor1（From）區(qū)、Survivor2（To）區(qū)；內(nèi)存分配角度：多個(gè)線程私有的分配緩沖區(qū)（TLAB） 內(nèi)存大小可通過Jvm參數(shù)控制 最小堆內(nèi)存：-Xms 最大堆內(nèi)存：-Xmx 新生

4、代內(nèi)存：-XX:NewSize Eden區(qū)與Survivor區(qū)比例：-XX:SurvivorRatio（默認(rèn)8） 垃圾回收器：如，-XX:+UseSerialGC、 -XX:+UseParNewGC 、-XX:+UseConcMarkSweepGC、 -XX:+UseG1GC等 垃圾回收策略：-XX:MaxTenuringThreshold（默認(rèn)15）、 線程公有 堆內(nèi)存不足時(shí)會(huì)拋出OutOfMemoryError:Java heap space異常,方法區(qū)（非堆、永久代） 儲存被虛擬機(jī)加載的類信息、常量、靜態(tài)變量、即使編譯器編譯后的代碼等數(shù)據(jù) Jdk1.8稱metaspace，字面量、靜態(tài)變

5、量轉(zhuǎn)移到Java堆 內(nèi)存大小可通過Jvm參數(shù)控制 最小永久代內(nèi)存：-XX:PermSize（默認(rèn)物理內(nèi)存的1/64）、-XX:MetaspaceSize（虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)整） 最大永久帶內(nèi)存：-XX:MaxPermSize（默認(rèn)物理內(nèi)存的1/4） 、-XX:MaxMetaspaceSize （本地內(nèi)存限制，虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展） 內(nèi)存不足時(shí)會(huì)拋出OutOfMemoryError：PermGen space異常 ，jdk1.8 OutOfMemoryError: Metaspace異常 字符串常量池，java.lang.String的intern()方法jdk1.7版本從實(shí)例拷貝改為引用,例子： Stri

6、ng s1 = new StringBuffer(sc).append(ala).toString();System.out.println(ern() = s1); String s3 = new StringBuffer(ja).append(va).toString();System.out.println(ern() = s3); jdk1.6，false、false Jdk1.7，true、false,哪些內(nèi)存需要回收？ 什么時(shí)候回收？ 如何回收？,垃圾回收,如何判斷對象已經(jīng)死亡 引用計(jì)數(shù)算法 對象objA和objB都有字段instance，并賦值objA.i

7、nstance=objB 及objB.instance=objA，示例代碼如下： public void method() ObjectA objA = new ObjectA(); ObjectB objB = new ObjectB(); objA.instance = objB; objB.instance = objA; objA = null; objB = null; /此時(shí)虛擬機(jī)發(fā)起gc操作，objA和objB是否被回收？ 無法解決對象循環(huán)引用問題,可達(dá)性分析算法 當(dāng)一個(gè)對象到GC Roots沒有任何引用鏈相連時(shí)認(rèn)為對象不可達(dá)，即對象死亡，下次垃圾回收來臨時(shí)會(huì)對該對象做回收操作，

8、但并不代表該對象一定會(huì)被回收。,GC Roots,objA,instance,objB,instance,GC Roots,objB,objA,GC Root Set,field,field,可以作為GC Roots的對象 Class - 由系統(tǒng)類加載器(system class loader)加載的對象，這些類是不能夠被回收的，他們可以以靜態(tài)字段的方式保存持有其它對象。我們需要注意的一點(diǎn)就是，通過用戶自定義的類加載器加載的類，除非相應(yīng)的java.lang.Class實(shí)例以其它的某種（或多種）方式成為roots，否則它們并不是roots Thread - 活著的線程 Stack Local -

9、 Java方法的local變量或參數(shù) JNI Local - JNI方法的local變量或參數(shù) JNI Global - 全局JNI引用 Monitor Used - 用于同步的監(jiān)控對象 Held by JVM - 用于JVM特殊目的由GC保留的對象，但實(shí)際上這個(gè)與JVM的實(shí)現(xiàn)是有關(guān)的?？赡芤阎囊恍╊愋褪牵合到y(tǒng)類加載器、一些JVM知道的重要的異常類、一些用于處理異常的預(yù)分配對象以及一些自定義的類加載器等。,finalize()方法 可達(dá)性分析算法中的不可達(dá)對象也并非是“非死不可”的,垃圾收集算法 標(biāo)記-清除算法（Mark-Sweep） 缺點(diǎn)：1.效率較低2.產(chǎn)生大量不連續(xù)的內(nèi)存碎片,前,后,

10、可回收對象,存活,存活對象,可回收對象,未使用,復(fù)制算法（Copying） 復(fù)制算法彌補(bǔ)了標(biāo)記-清除算法中，內(nèi)存布局混亂的缺點(diǎn) 缺點(diǎn)：1.浪費(fèi)了一半的內(nèi)存。 2.如果對象的存活率很高，我們可以極端一點(diǎn)，假設(shè)是100%存活，那么我們需要將所有對象都復(fù)制一遍，并將所有引用地址重置一遍。復(fù)制這一工作所花費(fèi)的時(shí)間，在對象存活率達(dá)到一定程度時(shí)，將會(huì)變的不可忽視。,前,后,存活,存活對象,可回收對象,未使用,標(biāo)記-整理算法（Mark-Compact） 標(biāo)記過程和標(biāo)記-清除算法一樣，后續(xù)步驟不是將可回收對象進(jìn)行清理，而是讓所有存活對象都向一端移動(dòng)，然后直接清理掉邊界以外的內(nèi)存，移動(dòng)的對象內(nèi)存地址被重置。 缺

11、點(diǎn)：1.移動(dòng)對象的同時(shí)需要修正指針，效率低,前,后,存活,存活對象,可回收對象,未使用,以上三種垃圾回收算法對比,可回收對象,分代收集算法 年輕代采用復(fù)制算法，年老代采用標(biāo)記-清除、標(biāo)記-整理算法 年輕代與年老代空間分配可通過虛擬機(jī)參數(shù)-XX:NewRatio，-XX:NewSize ，-XX:MaxNewSize，-Xmn調(diào)整，Eden區(qū)與Survivor區(qū)空間分配可通過虛擬機(jī)參數(shù)-XX:SurvivorRatio調(diào)整,可回收對象,Eden,S1,S2,Tenured,垃圾收集器,可回收對象,Serial,ParNew,Parallel Scavenge,CMS,Parallel Old,S

12、erial Old,Young generation,Tenured generation,G1,CMS垃圾收集器 初始標(biāo)記 該階段進(jìn)行可達(dá)性分析，標(biāo)記GC ROOT能直接關(guān)聯(lián)到的對象 并發(fā)標(biāo)記 該階段進(jìn)行GC ROOT TRACING，由前階段標(biāo)記過的對象出發(fā)，所有可到達(dá)的對象都在本階段中標(biāo)記，在第一個(gè)階段被暫停的線程重新開始運(yùn)行。 并發(fā)預(yù)處理 此階段標(biāo)記從新生代晉升的對象、直接分配到老年代的對象以及在并發(fā)階段被修改了的對象。 可中斷的并發(fā)預(yù)處理 CMS 有兩個(gè)參數(shù)：CMSScheduleRemarkEdenSizeThreshold、CMSScheduleRemarkEdenPenetra

13、tion，默認(rèn)值分別是2M、50%。兩個(gè)參數(shù)組合起來的意思是預(yù)清理后，eden空間使用超過2M時(shí)啟動(dòng)可中斷的并發(fā)預(yù)清理（CMS-concurrent-abortable-preclean），直到eden空間使用率達(dá)到50%時(shí)中斷，進(jìn)入重新標(biāo)記階段。 重新標(biāo)記 暫停所有用戶線程，重新掃描堆中在并發(fā)標(biāo)記階段漏掉的對象，進(jìn)行可達(dá)性分析,標(biāo)記活著的對象。 并發(fā)清理 用戶線程被重新激活，同時(shí)清理那些無效的對象。 重置 CMS清除內(nèi)部狀態(tài)，為下次回收做準(zhǔn)備。,CMS垃圾收集器圖解,Eden,S1,S2,Tenured,GC Roots,1,1,1,GC Roots,卡表,卡,3,2,2,Minor GC,GC Roots,3,GC Roots,3,2,4,3,3,調(diào)優(yōu)演示,-Xms128m -Xmx750m -XX:ReservedCodeCacheSize=240m -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB=50,-Xms750m -Xmx750m -Xmn