性能调优之jvm（理论篇二）
垃圾回收
什么场景下该使用什么样的垃圾回收策略？
1.内存要求苛刻：尽量提高回收效率，腾出更多内存
2.CPU使用率高：尽量降低回收频率，让CPU更多的执行业务而不是回收垃圾
JVM内存结构中，哪些区域需要关注垃圾回收？
1.只有堆和方法区需要关注垃圾回收
2.堆是垃圾回收的主要区域，主要回收的创建的对象
3.方法区回收不需要使用的常量和类
4.栈和程序计数器是线程隔离的，随着线程的产生而产生，随着线程的消亡而消亡，所以不需要关注垃圾回收
对象在什么时候才能被回收？
1.引用计数法（当出现循环引用时无能为力，JAVA未采用此算法）
2.可达性分析：如果某个对象到根对象没有引用链相连，则认为对象不可达，可以回收
GC Roots包括哪些对象？
1.虚拟机栈中引用的对象
2.方法区中类静态属性引用的对象
3.方法区中常量引用的对象
4.本地方法栈中JNI（即Native方法）引用的对象
什么是引用？
1.强引用
2.软引用
3.弱引用
4.虚引用
可达性算法注意点;
一个对象即使不可达，也不一定会被回收
finalize()方法的建议
1.避免使用finalize()方法，操作不当可能会导致问题
2.finalize()方法优先级低，何时被调用无法确定，因为什么时间发生GC无法确定
3.建议使用try...catch..finally来代替finalize()
垃圾回收算法
1.三种基本回收算法
1.标记-清除
2.标记-整理
3.复制
2.两种综合回收算法
1.分代收集算法
定义：根据对象的存活周期，把内存分为多个区域，不同区域使用不同的垃圾回收算法（主流，各种商业虚拟机的堆内存垃圾收集基本上都采用分代收集算法）
回收类型：
1.新生代回收（Minor GC|Yong GC）
1.新生代采用复制收集算法
2.对象新创建的时候，会先存放在伊甸园
3.触发回收条件：当伊甸园空间不足，就会触发新生代回收，把伊甸园里面存活的对象复制到存活区的其中一个，下次回收则会复制到另外一个，循环往复，即复制回收算法
2.老年代回收（Major GC）
1.对象每经历一次垃圾回收，如果还存活，年龄就会+1，当年龄达到阈值（默认值15），就会进入老年代
2.Major GC的时候，一般会伴随着一次Minor GC，所以一般认为，Major GC≈Full GC
3.触发回收条件：
1）老年代空间不足
2) 元空间不足
3）要晋升到老年代的对象所占用的空间大于老年代的剩余空间
4）显示调用System.gc()
3.老年代采用标记-清除或者标记-整理收集算法
3.整个堆的回收（Full GC）
4.例外情况：
1.新创建的对象不一定分配到伊甸园
2.对象不一定要达到年龄才会进入老年代
分带算法的好处：
1.更有效的清除不再需要的对象
2.提升了垃圾回收的效率
分带算法调优原则：
1.合理设置surviver区域的大小，避免内存浪费
2.让GC尽量发生在新生代，尽量减少Full GC的发生
2.增量算法
定义：每次只收集一小片区域的内存空间的垃圾
相关JVM参数
垃圾收集器
相关术语：
1.Stop The World
定义：简写为STW，也叫全局停顿，jav代码停止运行，native代码继续运行，但不能与JVM进行交互
原因：多半由于垃圾回收导致，也可能又dump线程，死锁检查，dump堆等导致
危害：服务停止，没有相应；主从切换，危害生产环境
2.并行收集：多个垃圾收集线程并行工作，但是收集的过程中，用户线程处于等待状态
3.并发收集：指用户线程与垃圾收集线程同时工作
4.吞吐量
定义：CPU用于运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的比值
公式：运行用户代码时间/(运行用户代码时间+垃圾回收时间)
新生代收集器
1.Serial收集器
1.最基本，发展历史最悠久的收集器
2.复制算法
3.单线程
4.简单，高效（指相对于其他收集器的单个线程而言）
5.收集过程全程Stop The World
6.适用场景：
1.客户端程序，应用以-client模式运行时，默认使用的就是Serial
2.单核机器
2.ParNew收集器
1.Serial收集器的多线程版，除了多线程，其他和Serial收集器一模一样
2.适用场景：主要用来和CMS收集器配合使用
3.Parallel Scavenge收集器
1.也叫吞吐量优先收集器
2.采用的也是复制算法
3.也是并行的多线程收集器，这一点和ParNew类似
4.特点：
1）可以达到一个可控制的吞吐量
2）自适应GC策略
5.适用场景：比较注重吞吐量的场景
老年代收集器
1.Serial Old收集器
1.Serial收集器的老年代版本
2.标记-整理算法，其他与Serial一致
3.可以和Serial/ParNew/Parallel Scavenge三个新生代垃圾收集器配合使用
4.CMS收集器出现故障的时候，会用Serial Old作为后备
2.Parallel Old收集器
1.Parallel Scavenge收集器的老年代版本
2.标记-整理算法，其他与Parallel Scavenge一致
3.只能和Parallel Scavenge配合使用
4.适用于关注吞吐量的场景
3.CMS收集器
1.全称：Concurrent Mark Sweep 并发标记清除
2.并发收集器
3.标记-清除算法
4.执行过程较前面几款复杂很多
1.初始标记
2.并发标记
3.并发预清理（不一定执行）
4.并发可终止的预清理阶段（不一定执行）
5.重新标记
6.并发清理
tips：为什么不是并发整理，而是并发清除呢？
因为没有STW，并发情况下很难做到整理，所以采用清除
7.并发重置
5.优点：
1）STW时间比较短
2）大多数过程并发执行
6.缺点
1）CPU资源比较敏感，并发阶段可能导致应用吞吐量下降
2）无法处理浮动垃圾，并发清除阶段用户产生的垃圾本次GC无法清除，只能等待下一次GC
3）不能等到老年代几乎满了才开始收集，因为用户线程需要申请内存空间
4)存在内存碎片
7.适用场景
希望系统停顿时间短，响应速度快的场景，比如各种服务器应用程序
G1收集器
1.全称：Garbge First
2.是一款面向服务器端应用的垃圾收集器
3.既可以用在新生代，也可以用在老年代
4.G1的堆内存布局和前面几款有很大区别
1）Region：整个堆内存被等分成一块块区域，对应上图每一个小方格
2）Humongous：用来存放大对象，如果大小超过region的一半，就会放在Humongous Region里面，如果超过一个Region的大小，会放在多个连续的Humongous Region里面
6.回收机制：
1）Young GC
2）Mixed GC（增量算法）
3）Full GC
7.如何减少Full GC？
8.特点：
1.可以作用在整个堆
2.可控的停顿
MaxGCPauseMillis=200
3.无内存碎片
9.适用场景
1）占用内存比较大的应用（6G以上）
2）替换CMS收集器
9.选择G1还是CMS？
1）jdk8，如果内存大于6G可以选择G1，小于6G可以选择CMS
2）jdk9以上，只能适用G1，CMS已经被废弃
