Java Virtual Mechine
About JVM
- 内存划分
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堆内存分配
VM初始分配的内存由-Xms指定，默认是物理内存的1/64；JVM最大分配的内存由-Xmx指 定，默认是物理内存的1/4。默认空余堆内存小于40%时，JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制；空余堆内存大于70%时，JVM会减少堆直到 -Xms的最小限制。因此服务器一般设置-Xms、-Xmx相等以避免在每次GC 后调整堆的大小。对象的堆内存由称为垃圾回收器的自动内存管理系统回收。
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| 组成 | 详解 |
|---|---|
| Young Generation | 即图中的Eden + Survivor （From Space + To Space） |
| Eden | 存放新生的对象，也是主要对象存放位置 |
| Survivor Space | 有两个，存放每次垃圾回收后存活的对象，总会存在一个为空 |
| Old Generation | Tenured Generation 即图中的Old Space 主要存放应用程序中生命周期长的存活对象 |
About GC
- Java 内存区域和GC机制 比较详细的介绍了JVM的内存区域划分，以及GC机制
- 成为JavaGC专家系列
对象存活
- 引用计数
对象新增一个引用，那么计数增1. - 可达性分析
从GC roots 开始向下搜索，经历的链路成为引用链，没有被引用链关联的引用，为不可用对象。
Java中GC Roots:
- 虚拟机栈中引用的对象。
- 方法区中静态属性引用的对象。
- 方法区中常量引用的对象。
- 本地方法栈中JNI引用的对象。
GC 算法
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Mark-Sweep 标记-清除
缺点： 效率较低；碎片化严重。
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Copy 复制算法
缺点： 持续复制，效率低。
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Mark-Compact 标记-压缩(老年代使用)
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GC Collectors
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Serial
有点古老，串行收集，在多cpu，多core的今天，已经渐渐被淘汰：
参数控制： -XX：+UseSerialGC
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ParNew
Serial 的多线程版本，新生代并行，复制算法，老年代串行，标记-压缩算法。
参数控制： -XX:+UseParNewGC; -XX:ParallelGCThreads 线程数量。
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Parallel Scavenge
类似ParNew,他关注的系统的吞吐量，也可以通过参数实现自适应性调节控制。新生代复制算法，老年代标记-压缩算法。
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Parallel Old
since jdk 1.6
多线程 + 标记-整理算法
参数控制： -XX:+UseParallelOldGC
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CMS Concurrent Mark Sweep
一种以最短停顿为目标的收集器
- 初始标记（initial mark） stop-the-world,标记gc roots 直接关联对象。
- 并发标记（concurrent mark）trace gc roots
- 重新标记（remark） stop-the-world
- 并发清除（concurrent sweep）
优点：并发收集，低停顿；
缺点：大量碎片；并发阶段；参数控制： -XX:+UseConcMarkSweepGC,-XX:+ UseCMSCompactAtFullCollection 在Full GC后，进行一次碎片整理；整理过程是独占的，会引起停顿时间变长.
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Garbage First
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空间整合，G1收集器采用标记整理算法，不会产生内存空间碎片。分配大对象时不会因为无法找到连续空间而提前触发下一次GC。
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可预测停顿，这是G1的另一大优势，降低停顿时间是G1和CMS的共同关注点，但G1除了追求低停顿外，还能建立可预测的停顿时间模型，能让使用者明确指定在一个长度为N毫秒的时间片段内，消耗在垃圾收集上的时间不得超过N毫秒，这几乎已经是实时Java（RTSJ）的垃圾收集器的特征了。
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内存分为多个大小相等的独立区域(Region) 
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收集步骤：
- 标记阶段，首先初始标记(Initial-Mark),这个阶段是停顿的(Stop the World Event)，并且会触发一次普通Mintor GC。对应GC log:GC pause (young) (inital-mark)。
- Root Region Scanning，程序运行过程中会回收survivor区(存活到老年代)，这一过程必须在young GC之前完成。
- Concurrent Marking，在整个堆中进行并发标记(和应用程序并发执行)，此过程可能被young GC中断。在并发标记阶段，若发现区域对象中的所有对象都是垃圾，那个这个区域会被立即回收(图中打X)。同时，并发标记过程中，会计算每个区域的对象活性(区域中存活对象的比例)。
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Remark, 再标记，会有短暂停顿(STW)。再标记阶段是用来收集 并发标记阶段 产生新的垃圾(并发阶段和应用程序一同运行)；G1中采用了比CMS更快的初始快照算法:snapshot-at-the-beginning (SATB)。
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Copy/Clean up，多线程清除失活对象，会有STW。G1将回收区域的存活对象拷贝到新区域，清除Remember Sets，并发清空回收区域并把它返回到空闲区域链表中。
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- 复制/清除过程后。回收区域的活性对象已经被集中回收到深蓝色和深绿色区域。
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About Monitor
jstat
HotSpot JVM 提供的一个监控工具，不仅提供GC操作的信息，还有提供类装载操作的信息以及运行时便已操作对的信息。
- 使用方法 -> jstat -[option] [other-option] [interval] [times] ; 【jvmId】的获取 ps -ef | grep java
- 输入参数 option
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| gc | 输出每个堆区域的当前可用空间以及已用空间（Eden，Survivor等等），GC执行的总次数，GC操作累计所花费的时间。 |
| gccapacity | 输出每个堆区域的最小空间限制（ms）/最大空间限制（mx），当前大小，每个区域之上执行GC的次数。（不输出当前已用空间以及GC执行时间）。 |
| gccause | 输出-gcutil提供的信息以及最后一次执行GC的发生原因和当前所执行的GC的发生原因 |
| gcnew | 输出Young的GC性能 |
| gcnewcapacity | Young空间大小的统计 |
| gcold | OLD 空间GC性能 |
| gcoldcapacity | OLD空间大小的统计 |
| gcpermcapacity | perm大小的统计 |
| gcutil | 输出每个堆区域使用占比，以及gc执行的总次数和GC操作所花费的时间 |
- 输出数据介绍 ：
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S0/S1/E/O/P [C/U] - 对应区域的空间大小和使用量，单位KB，
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YGC/FGC[-/T] - GC的统计次数、时间
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NGC/OGC/PGC[/MN/MX] 对应区域当前大小/最小值/最大值
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GCC/LGCC 当前/最后一次GC的原因
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TT 老年化阈值，在移动向老年代之前，能够在新生代存活次数。
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MTT 最大老年化阈值，同上。
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DSS 幸存者所需要的空间大小，单位KB
其中：
C - capacity 空间大小
U - used 使用量
T - 对应GC时间-
other-option
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-hn 展示每次输出数据的前n行。 -h3 只显示前3行。
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