java虚拟机内存模型

堆 heap

堆是存放new Class()的对象，是gc的主要区域
新生代划分为新生区和两个幸存区。
-xms是堆的初始容量，-xmx是堆的最大可拓展容量，建议初始值设置为最大值，避免反复拓展或者缩减的开销
-XX:NewRatio 是老年代 / 新生代的比例，默认值为2
-XX:SurvivorRatio 是新生区 / survivor#0的比例，survivor#0和survivor#1大小一致

永久代 Permanent Generation

存放类信息，常量，大对象，（比如 new byte[n] 对象）
-XX:PermSize 是永久代的初始容量，-XX:MaxPermSize是永久代的最大容量，建议初始容量为最大容量

类元数据 metaspace

jdk8中，永久代被完全移除了，相关参数 -XX:PermSize和-XX:MaxPermSize被忽略并改用metaspace
-XX:MetaspaceSize是类元数据的初始容量(默认20.8M左右(x86下开启c2模式)，主要是控制metaspaceGC发生的初始阈值，也是最小阈值，但是触发metaspaceGC的阈值是不断变化的，与之对比的主要是指Klass Metaspace与NoKlass Metaspace两块committed的内存和)
-XX:MaxMetaspaceSize是类元数据的最大容量(默认基本是无穷大，但是我还是建议大家设置这个参数，因为很可能会因为没有限制而导致metaspace被无止境使用(一般是内存泄漏)而被OS Kill。这个参数会限制metaspace(包括了Klass Metaspace以及NoKlass Metaspace)被committed的内存大小，会保证committed的内存不会超过这个值，一旦超过就会触发GC，这里要注意和MaxPermSize的区别，MaxMetaspaceSize并不会在jvm启动的时候分配一块这么大的内存出来，而MaxPermSize是会分配一块这么大的内存的。)
-XX:CompressedClassSpaceSize是设置Class Metaspace的大小(默认1G，这个参数主要是设置Klass Metaspace的大小，不过这个参数设置了也不一定起作用，前提是能开启压缩指针，假如-Xmx超过了32G，压缩指针是开启不来的。如果有Klass Metaspace，那这块内存是和Heap连着的)

JVM源码分析之Metaspace解密

实例解析

示例： -Xms300M -Xmx300M -XX:NewRatio=2 -XX:SurvivorRatio:8 -XX:PermSize=100M -XX:MaxPermSize=100M
解析：
永久代固定尺寸为 100M；
整个堆固定尺寸为 300M，其中“老年代 / 新生代”为-XX:NewRatio=2，所以老年代为 200M，新生代为 100M；
新生代总共 100M，其中“Eden / Survivor0”为-XX:SurvivorRatio=8，所以 Eden 为 80M，Survivor0=Survivor1=10M。

Jdk8之后应该是 -Xms300M -Xmx300M -XX:NewRatio=2 -XX:SurvivorRatio:8 -XX:MetaspaceSize=100M -XX:MaxMetaspaceSize=100M

参数	含义	值示例
Xms	jvm启动时分配的内存	-Xms300m，表示分配300M
Xmx	jvm运行过程中分配的最大内存	-Xms300m，表示jvm进程最多只能够占用300M内存
Xss	jvm启动的每个线程分配的内存大小，默认JDK1.4中是256K，JDK1.5+中是1M	-Xss1M
XX:NewRatio	设置年轻代（包括Eden和两个Survivor区）与年老代的比值（除去持久代）	-XX:NewRatio=2
XX:SurvivorRatio	设置年轻代中Eden区与Survivor区的大小比值	-XX:SurvivorRatio:8
XX:PermSize	非堆内存初始值，默认是物理内存的1/64	-XX:PermSize=100M
XX:MaxPermSize	设置最大非堆内存的大小，默认是物理内存的1/4	-XX:MaxPermSize=100M
XX:MetaspaceSize	指定元空间的初始大小	-XX:MetaspaceSize=100M
XX:MaxMetaspaceSize	指定元空间的最大值大小	-XX:MaxMetaspaceSize=100M

jvm的内存分配策略

对象优先分配在eden，若eden空间不足，则引发YoungGC（YGC），
如果幸存对象（被根对象直接或者间接引用），能存放在幸存者区，则存活的对象全部存放在幸存者区
如果幸存对象在幸存者区放不下，则存活的对象全部移入老年代
如果老年代空间不足，则发起一次FullGC（FGC），整个系统停顿，老年代也将参与回收
如果FullGC空间仍然周转不过来，则报 OutOfMemoryError并导致进程结束
如果FGC和YGC能周转过来，则新对象分配在eden
大对象直接分配在老年代（所谓的大对象是指，需要大量连续内存的java对象，尤其是长字符串或数组，比如 byte[n] 对象；可以指定多大才算大对象（只对 Serial/ParNew 有效））
-XX:+UseSerialGC -XX:+PrintGCDetails -XX:PretenureSizeThreshold=1024000
设置对象大小为，1024000 即 1M

不同的gc方式
-XX:+UseParallelGC：代表新生代使用Parallel收集器，老年代使用串行收集器。Parallel Scavenge收集器在各个方面都很类似ParNew收集器，它的目的是达到一个可以控制的吞吐量。吞吐量为CPU用于运行用户代码的时间与CPU总消耗时间的比值，即吞吐量=运行用户代码时间/（运行用户代码时间+垃圾收集时间），虚拟机运行100分钟，垃圾收集花费1分钟，那吞吐量就99%。Server模式默认开启，其他模式默认关闭
-XX:+UseSerialGC：使用串行回收器进行回收，这个参数会使新生代和老年代都使用串行回收器，新生代使用复制算法，老年代使用标记-整理算法。Serial收集器是最基本、历史最悠久的收集器，它是一个单线程收集器。一旦回收器开始运行时，整个系统都要停止。Client模式下默认开启，其他模式默认关闭
-XX:+UseParNewGC：Parallel是并行的意思，ParNew收集器是Serial收集器的多线程版本，使用这个参数后会在新生代进行并行回收，老年代仍旧使用串行回收。新生代S区任然使用复制算法。操作系统是多核CPU上效果明显，单核CPU建议使用串行回收器。打印GC详情时ParNew标识着使用了ParNewGC回收器。默认关闭
其他类型的垃圾收集

长期存活对象移入老年代，经历n次YGC仍然存活的对象，下次YGC时将被移入老年代；可以设置该数值：-XX:MaxTenuringThreshold=15，默认15次
永久代满了也会导致 FullGC，老年代、永久代的垃圾收集是捆绑在一起的，因此无论两者谁满了，都会触发两者的FullGC
动态对象年龄判定：如果 Survivor 相同年龄对象占用空间达到一半，则大于等于该年龄的对象都移入老年代
冒险模式：JDK 6u24 之后，总是开启冒险模式（先尝试 YGC，以免 FGC 频繁）；每次 YGC 之前，如果老年代最大连续空间，大于新生代所有对象空间之和，则 YGC 肯定成功。否则：如果老年代最大连续空间，大于历次晋升老年代的平均值，则先冒险尝试 YGC；如果老年代最大连续空间，小于历次晋升老年代的平均值，则直接 FullGC；

JVM优化原则

尽量减少 YoungGC
尽量减少 FullGC：一天最多 FullGC 一次，最好在系统空闲期(如深夜)；

优化方法

代码角度：缩短对象生命期，尤其是大对象
JVM参数角度：优化JVM参数以减少YGC/FGC次数，可替换收集器

服务端开启 JMX/jstatd

这两项功能必须开启，可视化工具 VisualVM 会用到
visualvm安装连接jmx和jstatd

开启后，发现其中一台服务器gc异常

gc异常

可以看见非常频繁，应该是由于长连接都连在了同一台服务器上导致的，eden完全不够用

机器内存为8g，非本机唯一应用，但是是本机需要消耗最多的应用，故先分配3g(3072M)看下使用效果
永久代只需 130M，可指定初始和最大值为256M，避免反复伸缩的开销
整个堆（新生代+老年代）目前内存为 2400M，可增加至 384M，指定初始和最大值都为 384M，避免反复伸缩的开销
YoungGC 过于频繁，原因是 Eden 区过小。老年代/新生代目前比例为 -XX:NewRatio=2，看图形可知，老年代中长寿对象并不多，可缩减老年代让给新生代，所以调整 -XX:NewRatio=1
Eden / Survivor0比值目前为 -XX:SurvivorRatio=8，暂不调整
优化后的jvm参数 -Xms3072M -Xmx3072M -XX:NewRatio=1 -XX:SurvivorRatio=8 -XX:PermSize=256M -XX:MaxPermSize=256M

优化后的效果

jvm优化后

图像是好看了一点，但是发现YGC还是很频繁，需要寻找下一步的解决办法

jdk8不支持下列参数
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: ignoring option PermSize=256M; support was removed in 8.0
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning: ignoring option MaxPermSize=256M; support was removed in 8.0

白天的时候，愈加明显，因为分配给api-server1的Eden空间比较大，所以他的ygc还是挺正常的