jvm原理及調優

1、java內存管理及垃圾回收

jvm內存組成結構

jvm棧由堆、棧、本地方法棧、方法區等部分組成，結構圖以下所示：

 

 

（1）堆

全部經過new建立的對象的內存都在堆中分配，堆的大小能夠經過-Xmx和-Xms來控制。堆被劃分爲新生代和舊生代，新生代又被進一步劃分紅Eden區和Survivor區，最後Survivor由From Space和To Space組成，結構圖以下所示:

新生代。新建的對象都是用新生代分配內存，Eden空間不足的時候，會把存活的對象轉移到Survivor中。新生代大小能夠由-Xmn來控制，也能夠用-XX:SurvivorRatio來控制Eden和Survivor的比例。

舊生代。用於存放新生代中通過屢次垃圾回收仍然存活的對象。

（2）棧

每一個線程執行每一個方法的時候都會在棧中申請一個棧幀，每一個棧幀包括局部變量區和操做數棧，用於存放這次方法調用過程當中的臨時變量、參數和中間結果。

-Xss：設置每一個線程的棧幀大小。JDK1.5+每一個線程棧幀大小爲1M，通常來講若是棧不是很深的話，1M是絕對夠用的。

（3）本地方法棧

用於支持native方法的執行，儲存了每一個native方法調用的狀態。

（4）方法區

存放了要加載的類信息、靜態變量、final類型的常量、字段和方法信息。jvm用持久帶來存放方法區，可經過-XX:PermSize和-XX:PermMaxSize來指定最小值和最大值。

 

垃圾回收按照基本回收策略分

引用計數（Reference Counting）

比較古老的回收算法。原理是此對象有一個引用，即增長一個計數，刪除一個引用則減小一個計數，垃圾回收時，只用收集計數爲0的對象。此算法最致命的是沒法回收循環引用的對象。

標記-清除（Mark-Sweep）

此算法執行分兩階段。第一階段從根引用節點開始標記全部被引用的對象，第二個階段遍歷整個堆，把未標記的對象清除。此算法須要暫停這個應用，同時會產生內存碎片。

複製（Copying）

此算法把內存空間劃爲兩個相等的區域，每次只使用其中一個區域。垃圾回收時，遍歷當前使用區域，把正在使用的對象複製到另一個區域中。算法每次只處理正在使用中的對象，所以複製成本比較小，同時複製過去之後還能進行相應的內存整理，不會出現「碎片」的問題。固然，此算法的缺點也是很明顯的，就是須要兩倍內存空間

標記-整理（Mark-Compact）

此算法結合了「標記-清除」和「複製」兩個算法的優勢。也是分兩個階段，第一階段從根節點開始標記全部被引用的對象，第二階段遍歷整個堆，把清除未標記對象而且把存活對象「壓縮」到堆的其中一塊。此算法避免了「標記-清除」的碎片問題，同時也避免了「複製」算法的空間問題。

 

2、jvm內存調優

首先須要注意的是在對jvm內存調優的時候不能只看操做系統級別java進程所佔的內存，這個數值不能準確的反映堆內存的真實佔用狀況。由於GC事後這個值是不會變化的，所以內存調優的時候更多地使用JDK提供的內存查看工具，好比JConsole和Java VitualVM。

對jvm內存的系統級的調優主要的目的是減小GC的頻率和Full GC的次數，過多的GC和Full GC是會佔用不少的系統資源（主要是CPU），影響系統的吞吐量。特別要關注FUll GC，由於它會對整個堆進行整理，致使Full GC通常有如下幾種狀況

舊生代空間不足

Permanent Generation空間不足

system.gc()被顯示調用

調優主要手段是經過控制堆內存的各個部分的比例和GC策略來實現。

各部分比例不良設置致使的後果：

1）新生代設置太小

2）新生代設置過大

3）Survivor設置太小

4）Survivor設置過大