Java成神之路(一）-- JVM基础

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JVM内存模型

描述主内存和工作内存之间的通信规则，避免数据不一致。所有线程共享JVM内存区域main memory。而每个单独线程又有自己的工作内存。为了保证从工作内存写到主内存的数据的一致性，JVM定义了一系列的规则

所有变量都在主内存中，对所有线程共享（此处的变量与Java编程时所说的变量不一样，指包括了实例字段、静态字段和构成数组对象的元素，但是不包括局部变量与方法参数，后者是线程私有的，不会被共享。）每条线程都有自己的工作内存，保存主内存中变量的拷贝，线程对变量的操作只能在工作内存中完成

线程无法直接访问对方的工作内存

内存之间的8个交互指令

lock(main) unlock(main) read(main) load(work) use(work) assign(work) store(work) write(main)必须顺序执行，不必连续执行

不许read load 和 store write单独出现不许丢弃assign结果，必须同步回主内存不许未assign，直接同步主内存变量只能在主内存诞生。在使用use 和 store前，必须先read和load一个变量同一时刻只能由一个lock操作，与unlock必须成对出现如果lock操作，那么这个变量需要重新执行load 和 assign操作如果没lock，不许unlockunlock前，必须执行store和write

JVM内存管理

Java虚拟机在运行时会把它所管理的内存分为若干不同个数据区域主内存: 方法区+堆, 由线程共享工作内存：栈 + 程序计数器，线程私有

方法区： 存放类信息，常量，静态变量，即时编译后的代码。堆：存放对象，细分为新生代（Eden，From Survivor， To Survivor）+ 老年代, 也可以划分出多个线程私有的分配缓存区TLAB栈：局部变量表 + 操作数栈 + 动态链接 + 方法出参+其他（debug）程序计数器：当前线程所执行的代码的行号指示器

JVM垃圾回收

对象已死分析：引用计数法 Vs 可达性分析法GC roots：栈中引用的对象，类静态变量引用的对象，常量引用的对象，本地方法JNI引用的对象垃圾回收算法：复制，标记-整理，标记-清除，分代回收垃圾回收时间：安全点，安全区域垃圾回收器：新生代：serial parNew ParallelScavenge老年代：serialOld parallelOld CMSG1CMS垃圾回收器：初始标记 -》 并发标记-》重新标记-》并发清除

JVM参数调优

标准参数 （-） -verbose

非标准参数 （-X） -Xmx20m-Xmx 堆最大值-Xms 堆最小值-Xmn 新生代内存-Xss 栈内存

非稳定参数 （-XX） -XX：SurvivorRatio=8

行为参数：DisableExplicitGC 禁止显示调用system.gcUseConcMarkSweepGCUseSearialGCUseParallelGC

性能调优：PermSize 方法区内存MaxPermSizeSurvivorRatio 新生代中Eden和Survivor的容量比值，默认8：1PRetenureSizeThreshold 直接晋升到老年代的对象大小阈值MaxTenuringThreshold 晋升到老年代的年龄UseAdaptiveSizePolicy 动态调整Java堆各区域的大小及进入老年代的年龄HandlePromotionFailure 是否允许担保失败ParallelGCThreads GC内存回收的线程数GCTimeRatio GC占总时间的比例，默认99， 只允许1%,只在parallelScavenge生效MaxGCPauseMillis GC最大停顿时间，只在parallelScavenge生效CMSInitiatingOccupancyFraction 老年代在空间占用多少后触发回收，默认68%，只在CMS生效UseCMSCompactionAtFullCollection 是否需要整理，仅在CMS生效CMSFullGCsBeforeCompaction 几次后再整理CompileThreshold JIT编译阈值 client默认1500 server默认10000

调试：printGCDetails 打印内存回收日志HeapDumpOnOutOfMemoryErrorTraceClassLoadingTraceClassUnloading

java工具

jps: 打印java进程jstack: 查看线程信息jmap: 查看堆信息jconsole， jinfo， jhat， javap， btrace

问题解决

HeapOutOfMemory当堆上分配的对象大于指定堆的最大值时，抛出该错。可以使用-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 查看内存快照进行分析

MethodArea OutOfMemory方法区内存不足，存放类信息，常量，静态变量，即时编译后的代码，检查这几个信息是否有异常大多的原因是因为动态产生过多的类。

ConstantPool OutOfMemory常量池溢出，查看是否intern使用不当

DirectMemory OutOfMemory本机直接内存溢出，容量可通过-XX:MaxDirectMemorySize指定，如果不指定，默认和堆最大值相同。这个溢出发生在系统进行直接内存分配。例如：unsafe.allocateMemory()特征为：OOM后发现Dump问价你很小，程序中直接或间接使用了NIO

Stack OutOfMemory扩展栈时无法获取足够的内存空间，在创建线程时解决方法之一：减少最大堆

Stack OverFlow栈深度大于虚拟机所允许的深度，经常是由于死循环的递归调用

当一个Java程序响应很慢时如何查找问题