JVM概况

JVM

学习目的

• 有效防止内存泄漏
• 优化线程锁的使用
• 科学地进行内存回收
• 提高系统吞吐量
• 降低延时,提高性能

字节码底层执行顺序

在主流的JVM(如HotSpot)中实现了两种执行方式

• 热点代码 : 一般泛指循坏或者高频使用的方法
• 解释执行器 : 负责将字节码翻译成机械码并执行
• 编译执行器 : 负责即时编译(just-in-time compilation , JIT)

JIT :

用以提高代码效率,基于这种技术,字节码编译成平台相关的原生机器码,并进行各个层次的优化。这些机器码会被缓存起来，以便下次快速使用（会增加内存负担）

JVM的运行模式

cmd中 java -version 查看

Server模式（64bit 默认）

• 启动速度慢，进入稳定期后速度相比较更快
• 重量级虚拟机（对锁\内存等使用方面进行优化）

Client模式

• 启动速度快，稳定后速度相对速度慢
• 轻量级虚拟机

JVM架构

主要有三大部分

• 类加载区：加载类到内存
• 运行时数据区：负责存储数据信息
• 执行引擎：负责调用对象执行业务（jit、gc、解释器）

运行内存架构

堆区域

GC的主要管理区域

• 年轻代首先进入

  优先放置其中的伊甸园区，待区域满了，GC启动，转入幸存区的From区

  • From和To区中相互转化，且永远有一个空的

  • 再一次GC(伊甸园和From皆有回收)，From中没有被回收的资源转入To,

  • To转换为From，且资源年龄+1

  • 年龄大的资源被GC回收，进入老年代

• 老年代进入方式

  1. 年轻代GC至老年代
  2. 年轻代空间满即伊甸园空间不足，创建对象时直接出生再老年代（部分小对象也有可能进入虚拟机栈）

方法区（元空间、持久代）

​ 在JDK8中是一块本地内存（脱离了JVM），由OS动态配置，可以手动设置最大空间

程序计数器

• 线程启动时创建，线程私有
• 记录当前正在执行的虚拟机字节码指令地址
• 该区域不会存在内存溢出

栈

• 存储栈帧对象
• 方法的一次调用就会经历一次压栈和出栈
• 小对象（十几个bytes）且没有逃逸（没有全局声明）会创建在此
• 容易在递归时（未使用尾递归优化）发生栈内存溢出

本地方法栈

调用本地的方法，java调用非java代码的接口

执行引擎

• interpreter（解释器）：即时运行，变编译边执行代码
• JIT ：缓存热点代码，下次调用免编译直接运行
• 垃圾收集器：收集垃圾对象

调优概述

堆主要着手以下方面

• -XMS 堆空间的最小大小

• -XMX 堆空间的最大大小

• -XX： NewSize 新生代最小空间

• -XX： MAXNewSize 新生代最大空间

• -XX： NewRatio 老年代和新生代的比值

• -XX： SurvivorRatio eden 和 单个Survivor的比值 例如8 等于 eden ：Survivor = 8 ：2

• -Xss 每个线程大小

方法区（JDK8）

• -XX：MetaspaceSize 最小空间
• -XX：MaxMetaspaceSize 最大空间

栈

• -Xss 越小可以创建的线程越多，注意OS对单个进程可以创建的线程数最多在3000-5000之间

常用监控工具

1、jps 进程监控工具

​ 查看虚拟机正在运行的进程信息，可追踪到应用进程ID 、启动类名、文件路径。

2、jstat性能监控工具

​ 用于监视内存各个区域的使用情况、垃圾回收情况

3、jinfo 参数配置监控工具

​ 查询和调整JVM 配置信息。

4、jmap内存监控工具

​ 生存堆内存快照文件，查询堆内存配置和使用状况。

5、jstatck线程监控工具

​ 生成虚拟机当前时刻的线程快照文件。

6、可视化工具VisualVM（类似的很多）

​ jdk自带，可以进行本地和远程监控