目录

1 JVM内存结构

1.1 JVM体系概述

1.2 四种类装载器

1.3 双亲委派

1.4 java类加载过程中的杀箱安全机制

1.5 Java8以后的JVM

2 GC作用域

3 常见的垃圾回收算法

3.1 引用计数

3.1.1 应用&＃xff1a;

3.1.2 缺点&＃xff1a;

3.1.3 为什么主流的JAVA虚拟机里面都没有选用这种算法&＃xff1f;

3.2 复制&＃xff08;一般使用于年轻代&＃xff09;

3.2.1 MinorGC过程&＃xff08;复制->清空->互换&＃xff09;

3.2.2 特点

3.3 标记清除

3.3.1 垃圾收集算法-标记清除法&＃xff08;Mark-Sweep&＃xff09;图示

3.3.2 缺点

3.4 标记整理

3.4.1 标记-压缩(Mark-Compact)  原理图示

3.4.2 缺点

4 小总结

5 什么是GC Roots

5.1 什么是垃圾

5.2 要进行垃圾回收&＃xff0c;如何判断一个对象是否可以被回收&＃xff0c;确定是垃圾

5.2.1 引用计数法

5.2.2 枚举根节点做可达性分析&＃xff08;根搜索路径&＃xff09;

5.3 JAVA中哪些可以作为GC Roots 对象&＃xff1f;

6 JVM参数配置

6.1 JVM的参数类型

6.1.1 标配参数

6.1.2 X参数

6.1.3 XX参数

7 查看JVM默认值&＃xff08;查看参数盘点家底&＃xff09;

7.1 方案一

7.2 方案二

7.2.1 查看初始默认&＃xff1a; -XX:&＃43;PrintFlagsInitial

7.2.2 查看修改更新&＃xff1a; -XX:&＃43;PrintFlagsFinal

7.2.3 PrintFlagFinal举例&＃xff0c;运行JAVA命令的同时打印参数

7.2.4 XX:&＃43;PrintCommandLineFlags

8 JVM常用基本配置参数有哪些

8.1 -Xmx -Xms

8.1.1 DEMO

8.2 常用参数

8.2.1 -Xms 初始大小内存&＃xff0c;默认物理内存的1/64

8.2.2 -Xmx 最大分配内存&＃xff0c;默认为物理内存的1/4

8.2.3 -Xss 栈空间

8.2.4 -Xmn 设置新生区&＃xff0c;年轻代的大小&＃xff0c;一般默认就行

​8.2.5 -XX:MetaspaceSize 设置元空间的大小

8.2.6 典型设置案例

8.2.7 -XX:&＃43;PrintGCDetails 输出详细GC收集日志信息 (GC, FullGC)

8.2.8 -XX:SurvivorRatio 幸存区 设置新生代中Eden和S0/S1空间的比例

8.2.9 -XX:NewRatio 配置年轻代与老年代在堆结构的占比

8.2.10 -XX:MaxTenuringThreshold 吞吐量 设置垃圾最大年龄 ​

9 其他&＃xff08;有空再看&＃xff09;

10 参考文献

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1 JVM内存结构

1.1 JVM体系概述

1.2 四种类装载器

1. 启动类&＃xff08;根&＃xff09;加载器  bootstrap
2. 拓展类加载器
3. 应用加载器
4. 自定义&＃xff1a;继承class抽象类

1.3 双亲委派

1.4 java类加载过程中的杀箱安全机制

灰色&＃xff1a;线程私有

亮色&＃xff1a;线程公有

1.5 Java8以后的JVM

堆内存&＃xff1a;伊甸园区&＃xff0c;幸存者0区&＃xff0c;幸存者1区&＃xff0c;养老区

java7以前&＃xff1a; 永久代

java8 &＃xff1a; metaspace 云空间

2 GC作用域

3 常见的垃圾回收算法

3.1 引用计数

Java中&＃xff0c;引用和对象是有管理的。如果操作对象 则必须用引用进行。

因此&＃xff0c;可通过引用计数来判断一个对象是否可以回收。简单说&＃xff0c;给对象加一个引用计数器。

每当有一个地方引用它&＃xff0c;计数器值&＃43;1&＃xff1b;

每当有一个引用失败时&＃xff0c;计数器值-1&＃xff1b;

任何时刻计数器值为0的对象就是不可能再被使用的&＃xff0c;那么这个对象就是可回收对象。

即&＃xff1a;有对象引用&＃43;1, 没对象引用-1&＃xff0c;到0回收

3.1.1 应用&＃xff1a;

微软的COM/ActionScrip3/Python...

3.1.2 缺点&＃xff1a;

• 每次对对象赋值时均要飞虎引用计数器&＃xff0c;且计数器本身也有一定的消耗。
• 较难处理循环引用

3.1.3 为什么主流的JAVA虚拟机里面都没有选用这种算法&＃xff1f;

JVM的实现一般不采用这种方式&＃xff0c;很难解决对象之间互相循环引用的问题

3.2 复制&＃xff08;一般使用于年轻代&＃xff09;

复制之后又交换&＃xff0c;谁空谁是two

3.2.1 MinorGC过程&＃xff08;复制->清空->互换&＃xff09;

3.2.2 特点

没内存碎片&＃xff0c;浪费空间&＃xff0c;大对象费时

3.3 标记清除

算法分成标记和清除两个阶段&＃xff0c;先标记出要回收的对象&＃xff0c;然后统一回收这些对象

即&＃xff1a;先标记&＃xff0c;后清除

3.3.1 垃圾收集算法-标记清除法&＃xff08;Mark-Sweep&＃xff09;图示

3.3.2 缺点

存在碎片

3.4 标记整理

标记清除整理

3.4.1 标记-压缩(Mark-Compact)  原理图示

3.4.2 缺点

移动对象需要成本

4 小总结

新生代使用 复制算法&＃xff08;费空间&＃xff09;

老年代使用 标记清除&＃xff08;有内存碎片&＃xff09;&＃xff0c;标记整理&＃xff08;耗时&＃xff09;

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以上是回顾

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5 什么是GC Roots

5.1 什么是垃圾

Person person &＃61; null; 没人用了&＃xff0c;就会被回收

5.2 要进行垃圾回收&＃xff0c;如何判断一个对象是否可以被回收&＃xff0c;确定是垃圾

5.2.1 引用计数法

可查看前情回顾中 3.1 引用计数的内容

5.2.2 枚举根节点做可达性分析&＃xff08;根搜索路径&＃xff09;

为了解决引用计数器的循环引用问题&＃xff0c;JAVA使用了可达性分析的方法&＃xff1a;

跟踪&＃xff08;Tracing&＃xff09;

• 复制&＃xff08;Copying&＃xff09;
• 标记-清除&＃xff08;Mark-Sweep&＃xff09;
• 标记-压缩&＃xff08;Mark-Compact&＃xff09;
• Mark-Sweep&＃xff08;-Compact&＃xff09;

所谓“GC roots”&＃xff0c;或者说tracing GC的 “根集合”就是一组必须活跃的引用

 

基本思路就是通过一系列名为“GC Roots”的对象作为起始点&＃xff0c;从这个被称为GC Roots的对象开始向下搜索&＃xff0c;如果一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时&＃xff0c;说明此对象不可用。

即给定一个集合的引用作为根出发&＃xff0c;通过引用关系便利对象图&＃xff0c;能够被遍历到的&＃xff08;可到达的&＃xff09;对象就被判定为存活&＃xff0c;没有被遍历到的就自然被判定为死亡。

案例&＃xff1a;

右侧数据不是从GCROOT开始的&＃xff0c;引用不可达&＃xff0c;就要被回收。

5.3 JAVA中哪些可以作为GC Roots 对象&＃xff1f;

1. 虚拟机栈&＃xff08;帧栈中的局部变量区&＃xff0c;也叫做局部变量表&＃xff09;中引用的对象
2. 方法区中的类静态属性引用的对象
3. 方法区中常量引用的对象
4. 本地方法栈中JNI&＃xff08;Native方法&＃xff09;引用的对象

6 JVM参数配置

-Xms &＃xff1a;初始堆空间

-Xmx &＃xff1a;初始堆空间最大值

-Xss  &＃xff1a;初始栈空间

.....

from...to...   &＃xff1a;从初始值调到期望值

MateSpace &＃xff1a;元空间

-Xms和-Xmx&＃xff0c;最好调试成一样的&＃xff0c;避免忽高忽低

6.1 JVM的参数类型

6.1.1 标配参数

JDK1.0 到 java12一直在

• -version
• -help

• java -showversion

案例&＃xff1a;

6.1.2 X参数

• -Xint&＃xff1a;解释执行
• -Xcomp&＃xff1a;第一次使用就编译成本地代码
• -Xmixed&＃xff1a;混合模式

混合模式&＃xff1a;javac 先编译class文件 再java 执行

6.1.3 XX参数

6.1.3.1 Boolean类型

公式&＃xff1a;

开启&＃xff08;&＃43;代表启动&＃xff0c;激活true&＃xff09;&＃xff1a; -XX:&＃43;属性值

关闭&＃xff08;-代表本次运行&＃xff0c;在这个参数的影响下&＃xff0c;没有被激活使用&＃xff09;&＃xff1a; -XX:-属性值

XX第一个参数是boolean类型&＃xff0c;开关

案例&＃xff1a;

是否打印GC收集细节&＃xff1a;

-XX:-PrintGCDetails

-XX:&＃43;PrintGCDetails

是否使用串行垃圾回收器

-XX:-UseSerialGC

-XX:&＃43;UseSerialGC

实际操作&＃xff08;如何查看一个正在运行中的java程序&＃xff0c;某个JVM参数是否开启&＃xff0c;具体值是多少&＃xff1f;&＃xff09;&＃xff1a;

jdk安装的/bin目录中&＃xff0c;jps 可查看后台进程, jinfo 查看正在运行的java信息

public class HelloGC {public static void main(String[] args) throws Exception{System.out.println("****HelloGC");Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);}
}

可以看出helloGC的进程是10800

查看进程ID命令&＃xff1a;jps -l

打印GC收集细节参数&＃xff1a;PrintGCDetails

查看某运行的java信息命令&＃xff1a;jinfo -flag 进程ID 参数

-XX&＃xff1a;固定写死的XX参数&＃xff0c;固定写法

-PrintGCDetails中的 “-”符号代表没有加入过这个参数

增加参数 -XX:&＃43;PrintGCDetails&＃xff0c;再次测试

可以看出 -XX:&＃43;PrintGCDetails&＃xff0c; 代表添加了这个参数激活并使用了

6.1.3.2 KV设值类型

公式&＃xff1a;

-XX:属性key&＃61;属性值value

案例&＃xff1a;

-XX:MetaspaceSize&＃61;128m

-XX:MaxTenuringThreshold&＃61;128m

实际操作&＃xff1a;

1.设置元空间

元空间数据查询&＃xff0c;没有配置的时候&＃xff0c;打印出默认值。21M多

可发现这个数据&＃xff0c;没有配置也会出现

现在我们设置一下

2.young区 15年龄 升级到老年区&＃xff0c;

6.1.3.3 jinfo案例&＃xff0c;如何查看当前运行程序的配置

JVM调优需要了解一下

配置参数 测试&＃xff1a;

jinfo -flags 16984 批量查询

Non-default VM flags 初始化加载默认的数据

Command line: 人工修改的

6.1.3.4 -Xmx和-Xmx参数怎么理解

就是简写&＃xff08;因为经常用&＃xff09;&＃xff0c; 还是XX参数

-Xms &＃xff1a;等价于-XX:InitialHeapSize

-Xmx &＃xff1a;等价于-XX:MaxHeapSize 

6.1.3.5 小总结

第一个蓝圈&＃xff0c;boolean类&＃xff0c; 第二个蓝圈&＃xff0c;kv型

7 查看JVM默认值&＃xff08;查看参数盘点家底&＃xff09;

7.1 方案一

1. jps -l
2. jinfo -flag 具体参数 java进程编号
3. jinfo -flags java进程编号

7.2 方案二

7.2.1 查看初始默认&＃xff1a; -XX:&＃43;PrintFlagsInitial

公式&＃xff1a;

java -XX:&＃43;PrintFlagsInitial -version

java -XX:&＃43;PrintFlagsInitial

案例&＃xff1a;

如何查看JVM初始参数&＃xff08;所有&＃xff09;

java -XX:&＃43;PrintFlagsInitial

global flags java本身的 出厂默认&＃xff0c; 没动过的

&＃61; 说明是JVM默认加载的

:&＃61;  说明JVM默认加载的时候修改的或人为修改过的参数

7.2.2 查看修改更新&＃xff1a; -XX:&＃43;PrintFlagsFinal

公式&＃xff1a;

java -XX:&＃43;PrintFlagsFinal -version 

7.2.3 PrintFlagFinal举例&＃xff0c;运行JAVA命令的同时打印参数

执行命令&＃xff1a; java -XX:&＃43;PrintFlagsFinal -version

用修改后的值测试

java -XX:&＃43;PrintFlagsFinal -XX:MetaspaceSize&＃61;512m T

验证&＃xff1a;536870912/1024/1024 &＃61; 512

7.2.4 XX:&＃43;PrintCommandLineFlags

 -XX&＃xff1a;&＃43;PrintCommandLineFlags -version

看出了默认的垃圾回收器&＃xff1a; -XX:&＃43;UseParrallelGC

8 JVM常用基本配置参数有哪些

8.1 -Xmx -Xms

-Xmx -Xms 这些是必须的&＃xff0c;基本会配置一样的

以 8处理器CPU&＃xff0c;16G内存为例

一般初始的堆内存大小64分之一

一般初始的最大内存量四分之一

243.5M*64&＃61;15.584 大约16G

8.1.1 DEMO

 

8.2 常用参数

8.2.1 -Xms 初始大小内存&＃xff0c;默认物理内存的1/64

等价于-XX:InitialHeapSize

8.2.2 -Xmx 最大分配内存&＃xff0c;默认为物理内存的1/4

等价于-XX:MaxHeapSize 

8.2.3 -Xss 栈空间

栈空间的初始大小 &＃xff0c;私有的 管运行

设置单个线程栈的大小&＃xff0c;一般默认为512k~1024k

等价于 -XX:ThreadStackSize

案例

0代表使用的是默认初始值。

尝试重新配置数据 

JAVA8 看官网&＃xff1a;https://docs.oracle.com/javase/9/docs/index.html

这个值依赖于平台&＃xff0c;windows 默认值依赖于虚拟内存是多大

linux 64位 一般是1024KB

8.2.4 -Xmn 设置新生区&＃xff0c;年轻代的大小&＃xff0c;一般默认就行

8.2.5 -XX:MetaspaceSize 设置元空间的大小

元空间的本质和永久代类似&＃xff0c;都是对JVM规范中方法区的实现。

不过元空间与永久代之间最大的区别在于&＃xff1a;

• 元空间并不在虚拟机中&＃xff0c;而是使用本地内存。
• 因此&＃xff0c;默认情况下&＃xff0c;元空间的大小仅受本地内存限制。

-Xms10m -Xmx10m &＃43;XX:MetaspaceSize&＃61;1024m -XX:&＃43;PrintFlagsFinal

metaSpaceSize也不是越大越好

OOM里存在这种报错: java.lang.OutOfMemoryError:Metaspace

频繁反复的NEW对象&＃xff0c;可能会撑爆元空间MetaspaceSize&＃xff0c;所以会调节大一些。默认选择是20M左右

8.2.6 典型设置案例

java -XX:&＃43;PrintFlagsFinal -version

JVM调整

-Xms128m -Xmx4096m -Xss1024k -XX:MetaspaceSize&＃61;512m -XX:&＃43;PrintCommandLineFlags -XX:&＃43;PrintGCDetails -XX:&＃43;UseSerialGC

• -Xms128m : 初始内存128
• -Xmx4096m : 最大堆内存4G
• -Xss1024k &＃xff1a;初始栈大小1G
• -XX:MetaspaceSize&＃61;512m&＃xff1a;元空间512M
• -XX:&＃43;PrintCommandLineFlags&＃xff1a;后面的参数
• -XX:&＃43;PrintGCDetails&＃xff1a;打印GC回收细节
• -XX:&＃43;UseSerialGC&＃xff1a;串行垃圾回收期

实践&＃xff1a;

运行demo&＃xff1a;

public class HelloGC {public static void main(String[] args) throws Exception{System.out.println("****helloGC");Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);}
}


输出

-XX:InitialHeapSize&＃61;265971520   16G内存的64分支一

-XX:MaxHeapSize&＃61;4255544320 最大堆内存16G的4分之一

-XX:&＃43;PrintCommandLineFlags

-XX:&＃43;UseCompressedClassPointers

-XX:&＃43;UseCompressedOops

-XX:-UseLargePagesIndividualAllocation

-XX:&＃43;UseParallelGC 

****helloGC

以上打印出了JVM默认出厂的内容

-XX:&＃43;UseParallelGC 代表并行垃圾回收器

-XX:&＃43;UseSerialGC 代表串行垃圾回收器

使用之前的配置

-Xms128m -Xmx4096m -Xss1024k -XX:MetaspaceSize&＃61;512m -XX:&＃43;PrintCommandLineFlags -XX:&＃43;PrintGCDetails -XX:&＃43;UseSerialGC

打印结果&＃xff1a; 

-XX:InitialHeapSize&＃61;134217728   //128M

-XX:MaxHeapSize&＃61;4294967296   //比以前大

-XX:MetaspaceSize&＃61;536870912  //512m

-XX:&＃43;PrintCommandLineFlags  

-XX:&＃43;PrintGCDetails -XX:ThreadStackSize&＃61;1024  //栈空间

-XX:&＃43;UseCompressedClassPointers

-XX:&＃43;UseCompressedOops

-XX:-UseLargePagesIndividualAllocation

-XX:&＃43;UseSerialGC //被改变

8.2.7 -XX:&＃43;PrintGCDetails 输出详细GC收集日志信息 (GC, FullGC)

测试 java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

配置 -Xmx10m -Xmx10m -XX:&＃43;PrintGCDetails&＃xff0c;将内存调小

对比两张图

之前没有GC&＃xff0c;现在有了GC

[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 1791K->504K(2560K)] 1791K->680K(9728K), 0.0014547 secs] [Times: user&＃61;0.00 sys&＃61;0.00, real&＃61;0.00 secs] 

新生1/3大小

养老2/3大小

->分割了前后数据

[Full GC (Allocation Failure) [PSYoungGen: 488K->0K(2560K)] [ParOldGen: 248K->638K(5632K)] 736K->638K(8192K), [Metaspace: 3351K->3351K(1056768K)], 0.0061684 secs] [Times: user&＃61;0.00 sys&＃61;0.00, real&＃61;0.01 secs] 

Full GC一般是养老区

8.2.8 -XX:SurvivorRatio 幸存区 设置新生代中Eden和S0/S1空间的比例

 

新生代一般是8&＃xff1a;1&＃xff1a;1

设置新生代中Eden和S0/S1空间的比例

默认&＃xff1a;-XX:SurvivorRatio&＃61;8&＃xff0c;Eden:S0:S1&＃61;8:1:1

假如&＃xff1a;-XX:SurvivorRatio&＃61;4&＃xff0c;Eden:S0:S1&＃61;4:1:1

SurvivorRatio值就是设置Eden区的比例占多少&＃xff0c;S0/S1相同

默认的情况

可以看出比例是8&＃xff1a;1&＃xff1a;1

修改配置

配置后运行&＃xff1a;可以看出数据没变&＃xff0c; 还是8&＃xff1a;1&＃xff1a;1

再次调试改成4

综上&＃xff0c;该配置是 伊甸园区和幸存区的比例。

8.2.9 -XX:NewRatio 配置年轻代与老年代在堆结构的占比

一般用默认&＃xff0c; 不需要调整。

默认&＃xff1a;-XX:NewRatio&＃61;2 新生代占1&＃xff0c;老年代2&＃xff0c;年轻代占整个堆的1/3。

假如&＃xff1a;-XX:NewRatio&＃61;4 新生代占1&＃xff0c;老年代4&＃xff0c;年轻代占整个堆的1/5。

NewRatio值就是设置老年代的占比&＃xff0c;剩下的1给新生代。

一般15次才会去老年代&＃xff0c;年轻代比例小了 GC就会频繁

默认&＃xff1a;-Xmx10m -Xmx10m -XX:&＃43;PrintGCDetails -XX:&＃43;UseSerialGC -XX:NewRatio&＃61;2

 修改2&＃xff0c; 打印结果和默认一致&＃xff0c;说明是2

修改4&＃xff1a;-Xmx10m -Xmx10m -XX:&＃43;PrintGCDetails -XX:&＃43;UseSerialGC -XX:NewRatio&＃61;4

8.2.10 -XX:MaxTenuringThreshold 吞吐量 设置垃圾最大年龄 

先看一下默认数据&＃xff0c; 默认是15

交换15次&＃xff0c;才会从young到old区

秉着减少full GC的情况调试&＃xff0c;增加交换要求&＃xff0c;young数据停留时间久了&＃xff0c;老年代数据减少了&＃xff0c;full GC就少了&＃xff0c;是否可以呢&＃xff1f;下面测试调高

9 其他&＃xff08;有空再看&＃xff09;

10 参考文献

以上内容均来自于下方视频&＃xff0c;博客内容仅作为个人学习笔记记录

【1】Java面试_高频重点面试题 &＃xff08;第一、二、三季&＃xff09;_ 面试 第1、2、3季_柴林燕_周阳_哔哩哔哩_bilibili