一、jvm組成部分
| 名稱 | 內容 | 備註 |
| 堆 | 數組，對象、分爲新生代、存活區、老年代 |
新生代:存活區 8：2 新生代:老年代 1：2
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| 棧 | 局部變量表、對象的引用、操作數棧、方法出口 | |
| 程序計數器 | 行號指示器、通過改變這個計數器的值來選取下一條需要執行的字節碼指令，分支、循環、跳轉、異常處理、線程恢復等基礎功能都需要依賴這個計數器來完成,也就是記錄當前線程的執行點，調度線程執行 | |
| 方法區 | 類的編譯信息，靜態變量，常量 | |
| 直接內存 | nio操作
在jdk1.4中新加入了NIO類，他可以調用native函數庫直接分配堆外內存，然後通過java堆中的DirectByteBuffer 對象來指向這塊內存，進行內存分配等工作。 |
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二、參數配置
| 名稱 | 參數 | 參數說明 |
| 堆 |
-Xms:堆最小值(新生代，老年代之後) -Xmx:堆最大值(新生代，老年代之後) -Xmn指定eden區的大小 -XX:SruvirorRation調整倖存區的大小 -XX:PretenureSizeThreshold設置進入老年代的閾值 |
例：-Xms1024 -Xmx1024 通常將-Xms與-Xmx設置爲一樣大小來減小gc的次數，堆內存不足時拋出OutOfMemoryError異常 |
| 棧 | -Xss |
例:-Xss128k 單線程下無論棧幀太大還是棧容量太小，及應用深度超過虛擬機允許深度都會拋出StackOverflowError每個方法壓入棧的幀大小是不一致的。多線程下當每個線程分配棧幀太大內存不夠擴展時拋出OutOfMemoryError異常線程棧幀越大，可創建的線程越少 |
| 方法區 |
-XX:PermSize方法區內存最小值 -XX:MaxPermSize方法區內存最大值 |
例: -XX:PermSize=20M -XX:MaxPermSize=20M
各個線程共享的內存區域，主要用來存儲類的元數據、常量、靜態變量、即時編譯後的代碼 異常類型 OutOfMemoryError 原因:常量過多，或代理反射等使用頻繁 |
| 直接內存 | -XX:MaxDirectMemorySize |
例: -XX:MaxDirectMemorySize=10M 不足時拋出OutOfMemory異常 |
| 輔助參數 |
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 打印堆內存異常時快照信息 -XX:+HeapDumpPath快照輸出路徑 - |
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三、垃圾回收算法
| 名稱 | 優缺點 | 備註 |
| 標記--清除算法（Mark-Sweep） |
算法執行分爲兩個階段標記與清除，所有的回收算法基本都是基於標記回收算法深度優化 缺點:效率問題，內存空間碎片（不連續的空間） |
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| 複製回收算法（包括分代算法） |
比較標記清除算法，避免回收造成的碎片化問題 缺點:以局部的內存空間犧牲爲代價，不過空間的浪費比較小，默認8:1比例1是浪費的，複製也有一定的效率與空間成本 |
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| 標記整理算法（Mark-Compact） |
避免了空間的浪費，與內存碎片問題 缺點:整理時複製有效率成本 |
四、垃圾收集器
| 名稱 | 用法 | 備註 |
| Serial(串行GC) | -XX:+UseSerialGC |
串行收集器採用單線程stop-the-world的方式進行收集。當內存不足時，串行GC設置停頓標識，待所有線程都進入安全點(Safepoint)時，應用線程暫停，串行GC開始工作，採用單線程方式回收空間並整理內存。單線程也意味着複雜度更低、佔用內存更少，但同時也意味着不能有效利用多核優勢。事實上，串行收集器特別適合堆內存不高、單核甚至雙核CPU的場合。 |
| Serial Old收集器(串行GC) | -XX:+UseSerialGC | |
| ParNew(並行GC) | -XX:+UseParNewGC | 新生代收集器，可以認爲是Serial收集器的多線程版本，在多核CPU環境下悠着比Serial更好的表現 |
| Parallel Scavenge(並行回收GC) |
-XX:UserParallelGC -XX:parallelGcThreads=4指定線程數 |
並行收集器，追求高吞吐量，高效利用CPU。吞吐量一般爲99%，吞吐量=用戶線程時間/(用戶線程時間+GC線程時間)。適合後臺應用等對交互響應要求不高的廠家，是server級別默認採用的GC方式 |
| Parallel Old | -XX:+UseParallelOldGC | Parallel Scavenge收集器的老年代版本，並行收集器，吞吐量有限 |
| CMS（併發GC） | -XX:+UseConcMarkSweepGC |
年輕代ParNew與並行收集器類似，而老年代CMS每個收集週期都要經歷：初始標記、併發標記、重新標記、併發清除。其中，初始標記以STW的方式標記所有的根對象；併發標記則同應用線程一起並行，標記出根對象的可達路徑；在進行垃圾回收前，CMS再以一個STW進行重新標記，標記那些由mutator線程(指引起數據變化的線程，即應用線程)修改而可能錯過的可達對象；最後得到的不可達對象將在併發清除階段進行回收。值得注意的是，初始標記和重新標記都已優化爲多線程執行。CMS非常適合堆內存大、CPU核數多的服務器端應用，也是G1出現之前大型應用的首選收集器。 但是CMS並不完美，它有以下缺點： 由於併發進行，CMS在收集與應用線程會同時會增加對堆內存的佔用，也就是說，CMS必須要在老年代堆內存用盡之前完成垃圾回收，否則CMS回收失敗時，將觸發擔保機制，串行老年代收集器將會以STW的方式進行一次GC，從而造成較大停頓時間； |
| G1 |
-XX:+UseG1GC
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五、常用組合
| Serial/Serial Old |
年輕代Serial收集器採用單個GC線程實現"複製"算法（包括掃描、複製） 年老代Serial Old收集器採用單個GC線程實現"標記-整理"算法 Serial與Serial Old都會暫停所有用戶線程（即STW） 適用場合： CPU核數<2，物理內存<2G的機器（簡單來講，單CPU，新生代空間較小且對STW時間要求不高的情況下使用） -XX:UseSerialGC：強制使用該GC組合 -XX:PrintGCApplicationStoppedTime：查看STW時間 |
| ParNew/Serial Old | 與上邊相比，只是比年輕代多了多線程垃圾回收而已 |
| ParNew/CMS | 當下比較高效的組合 |
| Parallel Scavenge/Parallel Old |
自動管理的組合 年輕代Parallel Scavenge收集器採用多個GC線程實現"複製"算法（包括掃描、複製）年老代Parallel Old收集器採用多個GC線程實現"標記-整理"算ParallelScavenge與Parallel Old都會暫停所有用戶線程（即STW） 適用於 很多的CPU計算任務而用戶交互任務較少的情況不想自己去過多的關注GC參數，想讓虛擬機自己進行調優工作 |
| G1 | 最先進的收集器，但是需要JDK1.7update14以上 |
六、調優方法
1.預留新生代空間
由於fullGC的成本遠比minorGC的成本打，所以給應用分配一個合理的新生代空間，儘量將對象分配到新生代減少fullGC的頻率
2.大對象進入老年代
將大對象直接分配到老年代，保持新生代對象的結構完整性，以提高GC效率，以通過-XX:PretenureSizeThreshold設置進入老年代的閥值
3.穩定與震盪的堆大小
穩定的對大小是對垃圾回收有利的，方法將-Xms和-Xmx的大小一致
4.吞吐量優先
儘可能減少系統執行垃圾回收的總時間，故採用並行垃圾回收器XX:+UseParallelGC或使用-XX:+UseParallelOldGC
5.減低停頓
使用CMS回收器,同時減少fullGC的次數
七、調優工具
| jps | 虛擬機進程狀況工具 |
| jstat | 虛擬機統計信息監視工具 |
| jmap | java內存印象工具 |
| jhat | 虛擬機堆轉儲快照分析工具 |
| jstack | java線程堆棧跟蹤工具 |
| jinfo | java配置信息工具 |
如果各項參數設置合理，系統沒有超時日誌出現，GC頻率不高，CG耗時不高，那麼沒有必要進行GC優化；如果GC時間超過1-3S,或者平方GC,則必須優化。如果滿足下面的指標，則一般不需要進行GC優化：
（1）Minor GC執行時間不到50ms;
(2)MinorGC執行不頻繁，約10秒一次；
(3)Full GC執行時間不到1s
(4)FullGC執行平路不算頻繁，不低於10分鐘1次