JVM调优 学习笔记
2024-07-15 11:29:00 0 举报AI智能生成
JVM调优关键知识点
作者其他创作
大纲/内容
数据类型
基本类型
基本类型的变量保存原始值，即：他代表的值就是数值本身
基本类型包括：byte,short,int,long,char,float,double,Boolean,returnAddress
引用类型
引用类型的变量保存引用值。“引用值”代表了某个对象的引用，而不是对象本身，对象本身存放在这个引用值所表示的地址的位置。
引用类型包括：类类型，接口类型和数组
栈
栈是运行时的单位
栈解决程序的运行问题，即程序如何执行，或者说如何处理数据
一个线程就会相应有一个线程栈与之对应
main函数就是栈的起始点，也是程序的起始点
在栈中，一个对象只对应了一个4btye的引用
堆
堆是存储的单位
堆解决的是数据存储的问题，即数据怎么放、放在哪儿
堆是所有线程共享的
一个空Object对象的大小是8byte
一个基本类型包装类的大小至少是16byte
堆栈分离的优点
第一，从软件设计的角度看，栈代表了处理逻辑，而堆代表了数据。这样分开，使得处理逻辑更为清晰
第二，堆与栈的分离，使得堆中的内容可以被多个栈共享
这种共享提供了一种有效的数据交互方式
堆中的共享常量和缓存可以被所有栈访问，节省了空间
第三，堆中的对象是可以根据需要动态增长的，因此栈和堆的拆分，使得动态增长成为可能，相应栈中只需记录堆中的一个地址即可
第四，面向对象就是堆和栈的完美结合
堆中存的是对象。栈中存的是基本数据类型和堆中对象的引用
不把基本类型放堆中因为其占用的空间一般是1~8个字节，需要空间比较少，而且因为是基本类型，所以不会出现动态增长的情况（长度固定）
程序运行可以没有堆，但是不能没有栈。而堆是为栈进行数据存储服务，说白了堆就是一块共享的内存。堆和栈的分离才使得Java的垃圾回收成为可能
引用类型
强引用
软引用
弱引用
虚引用
JVM内存分布
垃圾回收器
基本回收算法
引用计数（Reference Counting）
标记-清除（Mark-Sweep）
复制（Copying）
标记-压缩（Mark-Compact）
分区对待算法
增量收集算法（Incremental Collecting）
分代收集算法（Generational Collecting）
新生代使用复制算法
老年代使用标记压缩算法
系统线程策略
串行收集
适用情况：数据量比较小（100M左右）；单处理器下并且对响应时间无要求的应用。
缺点：只能用于小型应用
可以使用-XX:+UseSerialGC打开
并行收集
适用情况：“对吞吐量有高要求”，多CPU、对应用响应时间无要求的中、大型应用。举例：后台处理、科学计算。
缺点：垃圾收集过程中应用响应时间可能加长
使用-XX:+UseParallelGC.打开
并发收集
适用情况：“对响应时间有高要求”，多CPU、对应用响应时间有较高要求的中、大型应用。
使用-XX:+UseConcMarkSweepGC打开
垃圾回收面临的问题
如何区分垃圾
如何处理碎片
如何解决同时存在的对象创建和对象回收问题
分代垃圾回收
年轻代（Young Generation）
Eden区（1个）
Survivor区（2个）
年老代（Old Generation）
持久代（Permanent Generation）
触发垃圾回收
Scavenge GC
Full GC
年老代被写满
持久代被写满
System.gc()被显示调用
上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化
典型配置
堆大小设置
回收器选择
响应时间优先的并发收集器
吞吐量优先的并行收集器
辅助信息
-XX:+PrintGC：打印每次GC的信息
-XX:+PrintGCDetails：打印每次GC的信息
-XX:+PrintGCTimeStamps：打印每次GC的时间戳
-XX:+PrintGCApplicationConcurrentTime：打印最后一次暂停之后所经过的时间
-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime：打印GC时应用暂停时间
-XX:PrintHeapAtGC
-Xloggc:filename
常见配置
参数设置
-Xms:堆初始值
-Xmx:堆最大值
-Xss:线程栈大小
-Xmn:年经代初始值和最大值
-XX:NewSize=n:年轻代初始值
-XX:MaxNewSize=n:年轻代最大值
-XX:PermSize=n:持久代初始值（JDK8已废除）
-XX:MaxPermSize=n:持久代最大值（JDK8已废除）
-XX:MetaspaceSize=n:元数据空间初始值（JDK8新新增，并移除了持久代->XX:PermSize）)
-XX:MaxMetaspaceSize=n:元数据空间最大值（JDK8新新增，并移除了持久代->XX:MaxPermSize）
-XX:NewRatio=n:设置年轻代和年老代的比值。如:为3，表示年轻代与年老代比值为1：3，年轻代占整个年轻代年老代和的1/4
-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=3：2，一个Survivor区占整个年轻代的1/5
收集器设置
-XX:+UseSerialGC:设置串行收集器
-XX:+UseParallelGC:设置并行收集器
-XX:+UseParalledlOldGC:设置并行年老代收集器
-XX:+UseConcMarkSweepGC:设置并发收集器
并行收集器设置
-XX:ParallelGCThreads=n:设置并行收集器收集时使用的CPU数。并行收集线程数。
-XX:MaxGCPauseMillis=n:设置并行收集最大暂停时间
-XX:GCTimeRatio=n:设置垃圾回收时间占程序运行时间的百分比。公式为1/(1+n)
并发收集器设置
-XX:+CMSIncrementalMode:设置为增量模式。适用于单CPU情况。
-XX:ParallelGCThreads=n:设置并发收集器年轻代收集方式为并行收集时，使用的CPU数。并行收集线程数
调优总结
年轻代大小选择
响应时间优先的应用：尽可能设大，直到接近系统的最低响应时间限制（根据实际情况选择）。在此种情况下，年轻代收集发生的频率也是最小的。同时，减少到达年老代的对象。
吞吐量优先的应用：尽可能的设置大，可能到达Gbit的程度。因为对响应时间没有要求，垃圾收集可以并行进行，一般适合8CPU以上的应用。
年老代大小选择
响应时间优先的应用：年老代使用并发收集器，所以其大小需要小心设置，一般要考虑并发会话率和会话持续时间等一些参数
吞吐量优先的应用：一般吞吐量优先的应用都有一个很大的年轻代和一个较小的年老代
较小堆引起的碎片问题
G1垃圾回收算法
分代垃圾回收存在的缺点：Full GC所带来的应用暂停
G1收集器适用于大容量内存的多核服务器，它在满足垃圾回收暂停时间目标的同时，以最大可能实现高吞吐量
G1回收算法的优点
支持很大的堆
高吞吐量
支持多CPU和垃圾回收线程
在主线程暂停的情况下，使用并行收集
在主线程运行的情况下，使用并发收集
实时目标
可配置在N毫秒内最多只占用M毫秒的时间进行垃圾回收
G1回收算法的缺点
相对传统的分代回收算法，在性能上会有一些损失
G1算法回收步骤
初始标记（Initial Marking）
并发标记（Concurrent Marking）
最终标记暂停（Final Marking Pause）
存活对象计算及清除（Live Data Counting and Cleanup）
JVM调优工具
jconsole： JDK自带，功能简单，但是可以在系统有一定负荷的情况下使用。对垃圾回收算法有很详细的跟踪。
VisualVM：JDK自带，功能强大，与JProfiler类似。推荐
jProfiler：商业软件，需要付费。功能强大
JVM自带工具
jstat：对进程的资源和性能进行实时的命令行的监控，包括了对进程的classloader，compiler，gc情况；
jmap：打印进程的堆内详情、产生对象数量及内存使用情况；可用于检查内存泄露、对象不合理创建及销毁问题
jstack：打印进程的栈信息；可以确定性能阻塞的类和方法
jps：查看所有的jvm进程，包括进程ID，进程启动的路径等等
jinfo：观察进程运行环境参数，包括Java System属性和JVM命令行参数
JVM调优点
查看堆空间大小分配（年轻代、年老代、持久代分配）
垃圾回收监控（长时间监控回收情况）
线程信息监控：系统线程数量
线程状态监控：各个线程都处在什么样的状态下
线程详细信息：查看线程内部运行情况，死锁检查
CPU热点：检查系统哪些方法占用了大量CPU时间
内存热点：检查哪些对象在系统中数量最大
类生命周期
加载
验证
准备
解析
初始化
使用
卸载
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