JVM与GC总结

JVM概述

• JRE由Java虚拟机（Java Virtual Machine）和Java 应用编程接口（Application Programming Interface、简称API）构成（JDK1.8以上）。

• 能运行在JVM中的编程语言：Scala、Groovy、jruby、jython。

  
  JVM工作流图

基础指令

#查看java进程号pid
$ jps
#查看正在运行的 java 应用程序的扩展参数,包括Java System属性和JVM命令行参数
$ jinfo -flag 参数 pid / jinfo -flags pid
#查看堆内存使用状况
$ jmap pid
#查看某个Java进程内的线程堆栈信息
$ jstack pid
#输出的是GC信息，采样时间间隔为250ms，采样数为10（不输入会一直采样）
$ jstat -gc pid 250 10

基础工具

• JDK自带的JVisualVM（输入指令$jvisualvm调出）

# dump出hprof文件可以用JVisualVM进行分析
$ jmap -dump:format=b,file=heap.hprof pid

如果出现Unable to open socket file: target process not responding or HotSpot VM not loaded
The -F option can be used when the target process is not responding的报错，是因为当前命令用户和程序执行的用户不一致，添加 sudo -u 程序执行用户名即可。

jvisualvm分析hprof文件

• JDK自带的jconsloe（输入指令$jconsole调出）
  

  jconsle控制台监控

• 开源的Java诊断工具：阿里的Arthas（阿尔萨斯）
  https://arthas.aliyun.com/doc/

JVM及GC参数

JVM参数调优配置说明
经典参数如下：

• -Xms20m 参数简写，相当于 -XX:InitialHepSize=20m 初始化堆空间大小，默认系统内存的1/64
• -Xmx1024m 参数简写，相当于 -XX:MaxHeapSize=1020m 最大堆空间大小，默认系统内存的1/4
• -Xss1024k => -XX:ThreadStackSize=1024k 单个线程栈大小
• -Xmn年轻代的大小

JVM堆空间

堆空间

• jdk1.7中的常量池确实是移到了堆中，同时在jdk1.8中移除整个永久代，取而代之的是一个叫元空间（Metaspace）的区域。
• 元空间放在本地内存，使用-XX:MaxMetaspaceSize 可以设置最大限制，默认不设上限为机器最大的内存，其存放的内容：

1. 类的信息
2. 常量池
3. 静态变量
4. 即时编译器编译后的代码（class字节文件）

元空间溢出案例（参数：-XX:MaxMetaspaceSize=10m）

 // 不停的反射生成代理类
  while (true) {
            Enhancer enhancer = new Enhancer();
            enhancer.setSuperclass(DemoApplication.class);
            enhancer.setUseCache(false);
            enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {
                @Override
                public Object intercept(Object o, Method method, Object[] objects, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
                    return methodProxy.invokeSuper(o, args);
                }
            });
            enhancer.create();
        }
// 异常信息
Exception in thread "main" java.lang.OutOfMemoryError: Metaspace
    at java.lang.Class.forName0(Native Method)
    at java.lang.Class.forName(Class.java:348)
    at org.springframework.cglib.core.ReflectUtils.defineClass(ReflectUtils.java:563)
    at org.springframework.cglib.core.AbstractClassGenerator.generate(AbstractClassGenerator.java:363)
    at org.springframework.cglib.proxy.Enhancer.generate(Enhancer.java:582)
    at org.springframework.cglib.core.AbstractClassGenerator$ClassLoaderData.get(AbstractClassGenerator.java:131)
    at org.springframework.cglib.core.AbstractClassGenerator.create(AbstractClassGenerator.java:319)
    at org.springframework.cglib.proxy.Enhancer.createHelper(Enhancer.java:569)
    at org.springframework.cglib.proxy.Enhancer.create(Enhancer.java:384)

GC收集器

• Serial 串行（client模式[内存小于2G或者单核等低配置]老年代默认）-XX:+UseSerialGC
• Parallel 并发（server模式新生代默认）-XX:+UseParNewGC
• CMS 并行（ConcurrentMarkSweep）最短stw时间 -XX:+UseConcMarkSweepGC
• 此时SerialOld作为后备收集器（担保机制）【old满时，出现大停顿】

过程：初始标记（stw）、并发标记、重新标记（stw）、并发清除
优点：更短的STW时间；缺点：产生碎片

• G1 1.9后默认（GabageFirst） Region块 单个 1~32M 最多2048块 +XX:+UseG1GC

过程：初始标记（stw）、并发标记、最终标记（stw）、筛选回收（stw）
优点：stw可配，不产生碎片

GC对比

经验&规则

1、堆空间默认比例与年龄

默认young {eden:from:to = 8:1:1 -XX:SurvivorRatio=8} : old 1/3 -XX:NewRatio=3
默认-XX:maxTenuringThreshold=15 young到old年龄 （0-15之间）

2、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。
• 避免设置过小。当新生代设置过小时会导致：YGC次数更加频繁，可能导致YGC对象直接进入旧生代，如果此时旧生代满了，会触发FGC。

3、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。如果堆设置小了，可以会造成内存碎片，高回收频率以及应用暂停而使用传统的标记清除方式；如果堆大了，则需要较长的收集时间。
• 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。原因是，这样可以尽可能回收掉大部分短期对象，减少中期的对象，而年老代尽存放长期存活对象。