jvm原理（学习）

jvm：虚拟机、字节码、平台无关

 

程序计数器、java虚拟机栈、本地方法栈，线程私有。

方法区、java堆：线程公有。

 

栈：保存参数、局部变量、中间计算过程和其他数据。

方法区：类信息，常量池，静态字段，方法

堆：java对象

 

方法区物理上存在于堆上，在堆的持久代里面；逻辑上，方法区跟堆是独立的。

 

jvm堆配置参数

1、-Xms 初始化堆大小 默认物理内存的1/64（<1G）

2、-Xmx最大堆大小 默认物理内存的1/4（<1G）实际应用不建议大于4G

3、一般建议设置-Xms=-Xmx，好处避免每次gc后，调整堆大小，减少系统内存分配开销

4、整个堆大小=年轻代大小+年老代大小+持久代大小

 

jvm新生代

1、新生代=1个eden区+2个Survivor区

2、-Xmn，新生代大小，默认为堆的3/8

3、-XX:NewRatio：新生代与年老代的比值，Xms=Xmx并且设置了Xmn的情况下，改参数不需进行设置

4、-XX:SurvivorRatio:Eden区与Survivor区大小比值，默认为8，2个S:1个E=2:8,一个Survivor区占新生代的1/10

5、新生代用来存放JMV刚分配的Java对象

 

jvm老年代

1、年轻代中经过垃圾回收没有回收掉的对象被复制到老年代

2、老年代存储对象比年轻带年龄大的多，而且不乏大对象

3、新建d对象也有可能直接进入老年代（大对象超过-XX:PretenureSizeThreshold=1024，直接进入老年代）

4、老年代大小无需参数配置

 

java持久代（方法区）

1、-XX:PermSize -XX:MaxPermSize，建议配置相同值，因为永久代大小的调整也会导致堆内存需要触发GC。

2、存放Class、Method元信息，一般设置为128M，设置原则是预留30%的空间。

3、回收方式：

     常量池中的常量、无用的类信息，常量的回收很简单，没有引用就回收。

     对无用的类进行回收，必须保证3点：

            类的所有实例都已经被回收

            加载类的ClassLoader已经被回收

            类对象的Class对象没有被引用（即没有通过反射引用该类的地方）

 

 jvm垃圾收集算法：

1、引用计数算法（JKD1.2之前）

2、根搜索算法

 

jvm垃圾回收算法

1、复制算法（一般用于新生代内存回收）

2、标记清除算法（适用在存活对象比较多，但会造成内存碎片）

3、标记整理压缩算法（基于标记清除算法，对对象进行移动，解决碎片问题）

 

并行：指两个或者多个事件在同一时刻发生。

并发：指两个或者多个事件在同一时间间隔发生。

 

串行回收：是指gc单线程内存回收，会暂停所有用户线程。（serial收集器是串行的）

并行回收：是指多个GC线程并行工作，但此时用户线程是暂停的。（Parallel收集器是并行的）

并发回收：是指用户线程与GC线程同时执行（不一定是并行，可能交替，但总体上是同时执行的），不需要停顿用户线程（其实在CMS收集器中用户线程还是需要停顿的，只是非常短，GC线程是在另一个CPU上执行）

 

JVM常见垃圾回收器：Serial、Parallel、CMS，三个又分别分新生代回收、老生代回收。

 

Serial回收器（串行回收器）

1、是一个单线程的收集器，只能使用一个CPU或者一条线程去完成垃圾收集；

进行垃圾收集时，必须暂停所有其他工作线程，直到收集完成。

2、缺点：Stop-The-World

3、优势：简单，对于单CPU的情况，由于没有多线程交互开销，反而可以更高效，是Client模式下默认的新生代收集器。

 

新生代Serial回收器

1、-XX:+UseSerialGC来开启

     Serial New + Serial Old的收集器组合进行内存回收

2、使用复制算法

3、独占式的垃圾回收。

     一个线程进行GC，串行。其他工作线程暂停。

 

老年代Serial回收器

1、-XX:+UseSerialGC来开启

     Serial New + Serial Old的收集器组合进行内存回收

2、使用标记-压缩算法

3、串行的、独占式的垃圾回收器。

     因为内存比较大原因，回收比新生代慢

 

ParNew回收器（并行回收器）

并行回收器也是独占式的回收器，在收集过程中，应用程序会全部暂停。但由于并行回收器使用多线程进行垃圾回收，因此，在并发能力比较强的CPU上，它产生的停顿时间要短于串行回收器，而在单CPU或者并发能力较弱的系统中，并行回收器的效果不会比串行回收器好，由于多线程的压力，它的实际表现很可能比串行回收器差。

 

新生代ParNew回收器

1、-XX:+UseParNewGC开启

       新生代使用并行回收收集器，老年代使用串行收集器。

2、-XX：ParallelGCThreads指定线程数

       默认最好跟CPU数量相当，避免过多的线程影响垃圾收集性能。

3、使用复制算法。

4、并行的、独占式的垃圾回收期。

 

新生代Parallel Scavenge回收器

1、吞吐量优先回收器

关注CPU吞吐量，即运行用户代码的时间/总时间，比如：JVM运行100分钟，其中运行用户代码99分钟，垃圾收集1分钟，则吞吐量是99%，这种收集器能最高效率的利用CPU，适合运行后台运算。

2、-XX:+UseParallelGC开启

使用Parallel Scavenge+Serial Old收集器组合回收垃圾，这也是在Server模式下的默认值。

3、-XX:GCTimeRatio

来设置用户执行时间占总时间的比例，默认99，即1%时间用来进行垃圾回收

4、-XX:MaxGCPauseMillis

设置GC的最大停顿时间

5、使用复制算法

 

老生代Parallel Old回收器

1、-XX:+UseParallelOldGC开启

使用Parallel Scavenge + Parallel Old组合收集器进行收集

2、使用标记整理算法

3、并行的、独占式的垃圾回收器

 

GC性能指标

吞吐量：应用花在非GC上的时间百分比

CG负荷：应用花在GC上的时间百分比

暂停时间：CG stop-the-world时间

GC频率

反应速度：从对象变成垃圾到被回收的时间

交互式应用：要求暂停时间越少越好

非交互式应用：要求GC负荷越低越好

实时系统：要求暂停时间、GC负荷越低越好