【Java虚拟机系列】Java虚拟机了解

本文目录：

1、Java内存结构
2、堆内存构成
3、垃圾回收算法、垃圾收集器选择
4、Java对象分配
5、Java虚拟机常用参数设置以及调优

全文内容：
1、Java内存结构

1.1、方法区（永久代perm space）
1.2、虚拟机栈（线程栈、方法栈帧、局部变量，线程之间数据隔离，所谓的“线程本地栈”）
1.3、本地方法栈（native method本地方法调用相关）、程序计数器（线程方法执行需要分别维护一个计数）
1.4、堆内存（新生代、老年代）

2、堆内存构成

新生代分为Eden、S0、S1区，垃圾回收使用copying复制算法；老年代为old space，垃圾回收使用标记清除算法。
堆内存垃圾回收总结为：新生代new存活对象少，使用copying复制算法回收；老年代垃圾少，绝大部分对象存活周期长，使用标记压缩算法回收。

3、垃圾回收算法、垃圾收集器选择
3.1、什么是垃圾？
String str = new String("hello world"); str=null;没有任何引用的对象为垃圾。
3.2、垃圾回收算法有哪些？
垃圾回收算法分为：标记清除（缺点：产生内存碎片）、复制算法（优点：效率高；缺点：内存浪费，内存利用率不高）、标记压缩算法（效率比标记清除略低；使用在老年代垃圾回收）。
3.3、如何判定对象为垃圾？
判定对象为垃圾，不使用引用计数方式（因为存在循环计数）而使用GC Roots正向可达方式。
3.4、垃圾收集器选择
垃圾收集器选择？serial collector单线程；parallel collector并发量大、不过每次垃圾回收，JVM需要停顿；CMS collector并发分块收集，停顿时间短；G1 collector下一代垃圾回收器，不仅停顿时间短，并且并发量大，Java9里边可能会作为默认垃圾回收器使用。

4、Java对象的分配
4.1、Java对象的分配分为栈上分配（线程私有小对象、无逃逸、支持标量替换、无需调整默认开启）
4.2、线程本地分配TLAB（小对象、占用Eden，默认1%、多线程的时候不用竞争Eden就可以申请空间，提高效率、无需调整默认开启）
4.3、老年代（大对象）
4.4、Eden新生代

5、Java虚拟机常用参数设置以及调优
5.1、JVM参数规则说明
- 标准参数；-X 非标准参数；-XX 不稳定参数，下一个版本可能会取消。比如查看Java版本命令为：java -version。
5.2、JVM常用参数设置
5.2.1、堆设置

-Xms 初始化堆大小
-Xmx 最大堆大小
-Xss 线程栈大小
-XX:NewSize=n 设置年轻代大小
-XX:NewRatio=n 设置年轻代和老年代的比值，如，3表示年轻代:老年代为1:3
-XX:SurvivorRatio=n 年轻代中Eden区与两个survivor区的比值，注意survivor区有两个，如，3表示Eden:survivor为3:2，一个survivor占整个年轻代的1/5
-XX:MaxPermSize=n 设置持久代（方法区或永久代）大小

5.2.2、收集器设置

-XX:+UseSerialGC 设置串行收集器，单线程版本，开发使用，不用于生产环境
-XX:+UseParallelGC 设置并行收集器，并发量大，停顿稍微久
-XX:+UseConcMarkSweepGC 设置并发收集器（并发量大，分块处理），停顿短

5.2.3、垃圾回收统计信息

-XX:+PrintGC
-XX:+PrintGCDetails
-Xloggc:filename

5.2.4、内存分配、内存溢出设置

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 堆内存溢出，做dump处理
-XX:+HeapDumpPath=c:\tmp\jvm_dump.bin
-XX:-DoEscapeAnalysis -表示不做逃逸分析，对象不在栈中分配（默认开启逃逸分析，小对象分配选择优先级为：线程栈、TLAB线程本地应用缓冲区、大对象放在老年代、其它绝大部分对象放在Eden区）
-XX:-EliminateAllocations 不做标量替换，对象不在栈中分配
-XX:-UseTLAB -表示对象不在线程本地应用buffer缓冲区分配，TLAB使用Eden内存，默认1%占比

5.3、Tomcat JVM优化配置

set JAVA_OPTS=
    -server
    -Xms2g
    -Xmx2g
    -Xss512k
    -XX:+AggressiveOpts
    -XX:+UseBiasedLocking
    -XX:PermSize=64M // JDK1.8已经废弃该配置
    -XX:MaxPermSize=300M // JDK1.8已经废弃该配置
    -XX:MetaspaceSize=256m
    -XX:MaxMetaspaceSize=512m
    -XX:MaxDirectMemorySize=1g
    -XX:+DisableExplicitGC
    -XX:+UseConcMarkSweepGC 使用CMS缩短响应时间，并发收集，低停顿
    -XX:CMSMaxAbortablePrecleanTime=5000
    -XX:+CMSClassUnloadingEnabled
    -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=80
    -XX:+UseCMSInitiatingOccupancyOnly
    -XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent
    -Dsun.rmi.dgc.server.gcInterval=2592000000
    -Dsun.rmi.dgc.client.gcInterval=2592000000
    -XX:SurvivorRatio=10
    -XX:+UseParNewGC 并行收集新生代的垃圾
    -XX:ParallelGCThreads=4
    -XX:+CMSParallelRemarkEnabled 在使用UseParNewGC的情况下，尽量减少mark的时间
    -XX:+UseCMSCompactAtFullCollection 使用并发收集器时，开启对老年代的压缩，减少内存碎片
    -XX:LargePageSizeInBytes=128m 内存分页大小对性能的提升
    -XX:+UseFastAccessorMethods get/set方法转成本地代码
    -Xloggc:/tmp/logs/gc.log 存放gc日志
    -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps
    -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/tmp/logs/java.hprof