初探
- Java代碼運行，Java源文件（.java）-- > javac編譯 -->字節碼文件（.class）–> JVM --> 計算機底層指令和硬件
- jvm，Java虛擬機，不同的操作系統有不同版本的JVM虛擬機。JVM從軟件層面，隱藏了底層技術實現的複雜性，屏蔽了不同機器不同操作系統的底層細節，保證Java代碼，編寫一次，到處執行。Write Once,Run Anywhere.
JDK、JRE與JVM
- Java，是一種面向對象的編程語言，屬於高級語言。1995年，Java之父，詹姆斯·高斯林（高司令），Oak --> Java。
- JDK Java開發工具包，包含JRE。
- JRE Java運行時環境，包含JVM。
- JVM Java虛擬機，包含運行時數據區、執行引擎、本地庫接口等。
內存結構
- 堆和方法區，是線程共享區
- 棧，本地方法棧、程序計數器，是線程獨佔區
堆
- new的對象都放在堆裏
年輕代（佔堆內存的1/3）
- Eden，佔年輕代的80%，程序數據先往Eden裏寫入，當Eden內存用完時，觸發Minor GC，垃圾對象被清理，非垃圾對象被複制到Survivor區域，這些對象的分代年齡加1。
- Survivor，佔年輕代的20%，分爲2部分，各佔10%；當觸發Minor GC 時，Survivor區域裏的垃圾對象也會被清理，非垃圾對象在Survivor的兩個分區相互移動，這些對象的分代年齡繼續加1。
- S0 1/3 * 10%
- S1 1/3 * 10%
老年代（佔堆內存的2/3）
- 大對象直接進入老年代，可以通過 -XX:PretenureSizeThreshold 設置，超過這個值，對象直接在Old區分配內存。這個參數只在Serial和ParNew2個收集器下有效。
- 長期存活的對象進入老年代。當Survivor區裏的非垃圾對象分代年齡達到閾值（默認15，可通過 -XX:MaxTenuringThreshold 來設置），就會將這些對象移入老年代。
- 對象動態年齡判斷。Minor GC時，當一批對象的總大小大於Survivor區內存大小的50%（可通過 -XX:TargetSurvivorRatio指定），會被放入Old區分配內存。
- Minor GC後，Survivor區放不下，多餘的部分也會放入到Old區域。
- 當老年代內存被佔用完，就會觸發full GC。
- 當full GC 後，old區域空間還是不夠分配，程序拋出異常OutOfMemoryError: Java heap space。
棧
- 棧，遵循後進先出原則
- 一個方法，分配一個棧幀
- 局部變量表，存儲方法的局部變量，存儲變量的指針
- 操作數棧，存儲變量的值
- 動態鏈接
- 方法出口，方法運行結束，返回主線程
程序計數器
- 當前線程正在運行的代碼的位置（行號）
方法區
- 存儲類信息，類的常量和靜態變量
本地方法棧
- native 本地方法，調用本地系統的接口或者本地外部c程序的接口
垃圾回收機制
- GC Roots根節點：線程棧的本地變量，靜態變量、本地方法棧的變量等等
- 講“GC Roots”對象作爲起點，從這些節點開始搜索引用的對象，找到的對象標記爲非垃圾對象，其餘未標記的對象都是垃圾對象。
- Eden滿時觸發Minor GC
- Old滿時觸發full GC
性能監控工具
jconsole
- java啓動命令添加jvm參數 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 可以輸出內存溢出時的堆棧
jmap
- 查看堆內存使用情況
- 命令 ： jmap -heap
jvisualvm
- java 6,7，8自帶的jvm調優工具
- java9及以後，就停止使用java VisualVM了，改用Graal VisualVM了
- 查看heap堆得Eden、Old，需要安裝一個Visual GC插件。安裝方法很簡單，找到jdk目錄的bin下面，打開jvisualvm.exe，然後 工具-》插件，選擇Visual GC即可，在線安裝如果不行，可以先下載再安裝。
![jvisualVM界面]()
性能調優案例
概念
- STW : Java中Stop-The-World機制.
- 執行垃圾收集算法時，Java應用程序的其他所有線程都被掛起，只執行垃圾收集。這是Java中一種全局暫停現象，會給程序使用者帶來非常不好的體驗（卡頓）。
- jvm調優，就是爲了減少full GC 的次數，減少STW時間，發揮出機器原本就有的性能，使程序更加穩定高效的運行，最終給程序使用者帶來更好的使用體驗。
部分JVM參數
- Xms 設置java程序啓動時堆內存128M（默認爲物理內存1/64,且小於1G）
- Xmx 設置最大堆內存256M，超出後會出現 OutOfMemoryError（默認爲物理內存1/64,且小於1G）
- Xmn 堆內存，新生代區域大小
- Xss 設置線程棧的大小 1M（默認1M）
- XX:MinHeapFreeRatio=40：設置堆空間最小空閒比例（默認40）（當-Xmx與-Xms相等時，該配置無效）
- XX:MaxHeapFreeRatio=70：設置堆空間最大空閒比例（默認70）（當-Xmx與-Xms相等時，該配置無效）
- XX:NewRatio=2：設置年輕代與年老代的比例爲2:1
- XX:SurvivorRatio=8：設置年輕代中eden區與survivor區的比例爲8：1：1
- XX:MetaspaceSize=64M：設置元數據空間初始大小（取代-XX:PermSize）
- XX:MaxMetaspaceSize=128M：設置元數據空間最大值（取代之前-XX:MaxPermSize）
- XX:TargetSurvivorRatio=50：設置survivor區使用率。當survivor區達到50%時，將對象送入老年代
調優
- 可以根據實際需要分配堆內存大小，運行程序，觸發full GC，再根據實際情況調優
- 如果條件足夠，可以多分配點內存。可以適當調大Eden，讓更少的臨時對象進入Old區。
- 可以考慮使用G1
- 可以參考這篇博客，講的比較詳細。
