Java JVM总结

一、jvm参数

1）内存

-Xms

-Xmx

-Xss

-Xloggc:file

-Xprof

-XX:+DisabledExplicitGC

-XX:PreBlockSpin

-XX:CompileThreshold

2）Parallel

-XX:SurvivorRatio
-XX:PreTenureSizeThreshold
-XX:MaxTenuringThreshold
-XX:+ParallelGCThreads
-XX:+UseAdaptiveSizePolicy

3）CMS

-XX:+UseConcMarkSweepGC

-XX:MaxTenuringThreshold

-XX:ParallelCMSThreads

-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction

-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction

-XX:+CMSClassUnloadingEnabled

-XX:CMSInitiatingPermOccupancyFraction

-XX:GCTimeRatio

-XX:MaxGCPauseMillis

4）G1

-XX:+UseG1GC

-XX:MaxGCPauseMillis

-XX:GCPauseIntervalMillis

-XX:+G1HeapRegionSize

-XX:G1NewSizePercent

-XX:G1MaxNewSizePercent

-XX:GCTimeRatio

-XX:ConcGCThreads

-XX:InitiatingHeapOccupancyPercent

二、内存模型

（1）运行时数据区

程序计数器

Java 虚拟机栈

本地方法栈

Java 堆

方法区

（2）对象内存分配

1）内存分配方式

指针碰撞、空闲列表

2）内存分配策略

优先在 Eden 区分配、大对象直接进入老年代、长期存活对象将进入老年代

3）内存分配空间

1.栈分配

技术：逃逸分析、标量替换

缺点：无法栈上分配共享的对象 

2.TLAB

优点：尽量避免从堆上直接分配内存从而避免频繁的锁争用

缺点：有内存孔隙问题，影响 gc 扫描性能 

3.Eden

4.年老代

4）内存分配并发安全问题

同步处理（采用 CAS + 失败重试）

TLAB 上分配

5）对象的创建方式

new、Class.newInstance、Constructor.newInstance、clone、反序列化

6）对象的访问定位

句柄 、直接指针（HotSpot）

7）引用类型

强引用、软引用、弱引用、虚引用（幽灵引用/幻影引用）PhantomReference 

8）对象拷贝克隆

深拷贝和浅拷贝

拷贝有两种方式：
实现 Cloneable 接口并重写 Object 类中的 clone()方法；
实现 Serializable 接口，通过对象的序列化和反序列化实现克隆，可以实现真
正的深度克隆

9）内存使用

1.内存溢出

OOM错误：stackoverflow错误，permgen space错误

2.内存泄漏

类的静态变量

各种连接，如数据库连接、网络连接和IO连接等

变量不合理的作用域

内部类持有外部类

改变哈希值

单例模式

监听器

ThreadLocal的误用

三、GC

（1）判断垃圾

1）算法

引用计数（缺点：不能解决循环引用）、根可达性分析

2）GC roots

1.虚拟机栈(JVM stack)中引用的对象

2.方法区中类静态属性引用的对象

3.本地方法栈(Native Stack)引用的对象

（2）垃圾回收算法

复制、标记清除、标记整理、分代回收、分块回收

（3）hopspot垃圾回收器

1）GC类型

Minor GC

Major GC

Full GC（Major GC对老年代/永久代的stop the world的GC）

Mixed GC（G1）

1）新生代回收器

serial、parNew、parallelScavenge

2）老年代回收器

CMS、serialOld、parallelOld 

3）整堆回收器

G1

关系：（serial和parNew）搭配（CMS和serialOld）、parallelScavenge搭配（serialOld和parallelOld）、CMS并发模式失败后以serialOld做备份

4）CMS

1、运作步骤

初始标记（stop the world）、并发标记、重新标记（stop the world）、并发清除

2、优点

并发收集、低停顿

3、缺点

CMS收集器对CPU资源非常敏感

CMS收集器无法处理浮动垃圾（Concurrent Mode Failure）

CMS收集器会产生大量空间碎片

5）G1

1、特点

并行于并发、空间整合、可预测的停顿、分代收集

2、运作步骤

初始标记、并发标记、最终标记、筛选回收

（4）垃圾回收机制

1）GC触发的条件

Minor GC触发条件：当Eden区满时，触发Minor GC

Full GC触发条件：

1、调用System.gc时，系统建议执行Full GC，但是不必然执行

2、老年代空间不足

3、方法去空间不足

4、通过Minor GC后进入老年代的平均大小大于老年代的可用内存

5、由Eden区、From Space区向To Space区复制时，对象大小大于To Space可用内存，则把该对象转存到老年代，且老年代的可用内存小于该对象大小

6、 CMS GC时出现promotion failed和concurrent mode failure 

2）年轻代到年老代的晋升过程的判断条件

1、长期存活的对象进入老年代（15次MinorGC，JVM参数-XX:MaxTenuringThreshold）

2、动态对象年龄判定（大于等于某个年龄的对象超过了survivor空间一半）

3、如果对象的大小大于Eden的二分之一会直接分配在old，如果old也分配不下，会做一次majorGC。如果小于eden的一半但是没有足够的空间，就进行minor gc也就是新生代GC，minor gc后，survivor仍然放不下，则放到老年代

3）一次完整的 GC 流程

1.大对象直接进入到老年代
2.小对象先在eden区分配内存，当eden满了后，触发一次Minor GC，清理eden区域
3.存活下来的对象进入到survivor区域，年龄+1
4.当年龄>15(默认)时进入到老年代，当老年代满了后触发一次Full GC

4)fullGC 很频繁，线上排查问题

查看gc.log

 jmap -histo:live pid

-XX:+HeapDumpBeforeFullGC

jstat -gcutil pid

四、jvm分析

（1）jvm命令工具

jstack
jmap
jhat
jstat
jinfo
jps
jconsole, jvisualvm

（2）线程堆栈

1）线程堆栈信息

线程的名字、线程的优先级、线程 id、线程的状态、线程占用的内存地址、线程的调用栈

2）线程状态

NEW、RUNNABLE、BLOCKED、WAITING、TIMED_WAITING、TERMINATED

3）分析性能问题

1、系统无缘无故的cpu过高

2、系统挂起，无响应

3、系统运行越来越慢

4、性能瓶颈（如无法充分利用cpu等）

5、线程死锁，死循环等

6、由于线程数量太多导致的内存溢出（如无法创建线程等）

五、类加载

（1）双亲委派模型

类加载器：Bootstrap、Extension、Application

（2）打破双亲加载

JNDI、JDBC、Tomcat

（3）类加载过程

装载、链接（验证、准备、解析）、初始化、使用、卸载

（4）类的实例化顺序

父类静态变量->父类静态代码块->子类静态变量->子类的静态代码块->父类成员变量->父类代码块->父类构造方法->子类成员变量->子类代码块->子类构造方法

（5）类装载方式

1）隐式装载

创建类对象、使用类的静态域、创建子类对象、使用子类的静态域。

其他特殊的隐式加载：
在JVM启动时，BootStrapLoader会加载一些JVM自身运行所需的class
在JVM启动时，ExtClassLoader会加载指定目录下一些特殊的class
在JVM启动时，AppClassLoader会加载classpath路径下的class，以及main函数所在的类的class文件

2）显式装载

ClassLoader.loadClass(className) ：只执行装载过程。

Class.forName(className)：执行类的装载、链接、初始化过程

注：1、Class.forName(className)是初始化类，newInstance()是实例化类。new是初始化加实例化类。2、new关键字和Class类的newInstance()的区别