JVM -基础详细笔记整理

常见垃圾回收器 （Yong 年轻代，old 老年代，蓝色代表支持内存，红色代表STW时间：

Yong ： Serial （串行）（m）、ParNew （G）、Parallel Scavenge （P开头并行）old ：CMS ( concurrentMarkSweep ) (200ms)、Seraold 、Prallel old不区分： G1（逻辑分代）（分区region）(garbage first) (10ms)（百G）、ZGC (1ms) （4T - 2^24）、Shenandoah （4T）debug ：EpSilon

JDK版本对应

JDK 1.3.1 - 1.7 ，Serial + Serial old （新生代 + 老年代 + 永久代）JDK 1.8 , Parallel Scavenge + Prallel old （默认 ParallelGC）（新生代 + 老年代 + 元空间 metaspace ） 、G1 不区分，概念分代。JDK 1.9 ，CMS 以废弃.JDK 11 以后，ZGC

Java 垃圾处理 （图片截图来自 --马士兵老师讲JVM）

垃圾： 没有任何引用指向的一个对象，或者一个循环引用对象

定位垃圾：

引用计数 （reference count） - 问题：不能解决循环引用垃圾对象。 根搜索算法 (Root Searching)根对象： JVM stack （jvm栈里）、nataive method （本地方法栈）、run-time contant pool,（运行时常量池）、references in menthod area（静态引用）、Clazz,（ load在内存的class对象）

垃圾回收算法：

标记清除（Mark - Sweep）： 标记：从根对象开始遍历，并对从跟对象可以访问到的对象打上一个标识 清除： 对堆内存从跟对象开始循环遍历，回收没有标记的对象 问题： 位置内存不连续，产生碎片 拷贝算法(copying)： 内存一分为二，留一半把另一半存活对象复制过来。将内存划分为两个区间，在任意时间点，所有动态分配的对象都只能分配在其中一个区间（称为活动区间），而另外一个区间（称为空闲区间）则是空闲的，当有效内存空间耗尽时，JVM将暂停程序运行，开启复制算法GC线程。接下来GC线程会将活动区间内的存活对象，全部复制到空闲区间，且严格按照内存地址依次排列，与此同时，GC线程将更新存活对象的内存引用地址指向新的内存地址。 问题： 浪费内存。 标记压缩 （Mark - Compcat）： 可用对象移动覆盖垃圾对象，在进行压缩。

堆内存逻辑分区：

分代 ↓新生代 ：老年代 = 1:3 ， eden ：S0 ：S1 = 8 ：1:1第一次YGC (MinorGC)，把存活对象拷贝进S0再次YGC，eden ，S0 存活对象拷贝进入S1再次YGC，eden . S1 存活对象拷贝进入S0存活年龄足够进入old区 （经历一次GC没被回收调 age +1）（CMS age：6 ，ParallelGC ：15）老年代满了后触发一次FGC (Major GC)(YGC+ old gc) ，产生 STW (stop the wordl) 停顿现象 G1以后开始分区 (Copying 算法)：优先清理垃圾最多的小块

三色标记 (CMS)： 定义： 当垃圾回收器去标记对象的时候，把对象逻辑上分成三种颜色。

白色：找到对象，还未识别是否是垃圾灰色： 识别对象不是垃圾，还未开始标记该对象成员变量指向黑色：识别对象不是垃圾，并且该成员变量继续标记完成了

情况分析：

1 、浮动垃圾 （处理，下一轮GC清除） 2、漏标 ：在运行中，灰色对象取消了对白色对象的引用，同时黑色对象指向了白色对象，然后黑色对象已近标记完成，白色对象就不会再被扫描，从而导致白色对象被回收，产生漏标导致内存泄漏。 cms解决方案，Incremental Update - 累加式更新: 把 A 处理成灰色,改变标志位。但是在并发标记时，还是会漏标：在并发标记时，线程一处理A时（变成灰色）线程二，又把A 标记完成标记为黑色，又变回去了。 G1解决方案（SATB - Snapsnot At the Begining）： 当B指向D的消失的时候，把这个指针保存到GC的堆栈，下一轮扫描时看堆栈有没有被放入的指针，如果有拿出来在把对象D扫描一次看有没有对象指向D，如果有就不是垃圾。 ZGC解决方案： 颜色指针, 把剩余的4位用来做状态区分.

java对象：

对象的创建过程：

new在内存申请一块空间，成员变量赋默认值 （0，空）（半初始化）调用构造方法赋值初始值建立关联，（引用指向）

分代模型 -对象的分配：

当我们new一个对象时，首先在栈上分配 （在栈上分配的对象，不会牵扯GC，结束后直接弹出）当栈上分配不了时，根据对象的大小分配。大对象 → 进入 old 区，进过FGC后 被回收不是够大的对象，进入线程本地分配缓存区（Thread Local Alloction Buffer TLAB），在eden区为每一个线程分配一小块空间（解决线程竞争），后进入eden区在eden区经过一次GC后，如果被回收就结束，没有就进入 S0，在进行一次GC，被回收就结束，没有就继续，当 回收age满足条件后进入 old区，在FGC后被回收结束

对象在内存上中的存储布局

注：一个对象默认是 16bytes，所在字节不能被 8 整除会 补齐 对象头主要包括： hashcode ，GC信息， 锁信息

public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Student o = new Student(); o.setA(1); o.setB(1); o.setC(1); o.setD("1"); System.out.println(ClassLayout.parseInstance(o).toPrintable()); }

8(markword)+4(classpointer)+12(int*3)+4(String)+4(padding)=32 bytes //默认开启，指针压缩，对象压缩（引用指向压缩） java -XX:+PrintCommandLineFlags -version -XX:InitialHeapSize=266183360 -XX:MaxHeapSize=4258933760 -XX:+PrintCommandLineFlags - XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLargePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelGC java version "1.8.0_221" Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_221-b11) Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.221-b11, mixed mode)

对象定位

1.直接指针 ： t → T （类型指针）→ 方法区 T.class ，直接指针速度快 ，在-GC回收时，会产生对象复制，t 指针会产生变化2.句柄池 ： t -> 实例数据指针 | 类型数据指针 → 分别指向 , t 不会变化 ， GC回收比较稳定

volatile 作用：

1.线程可见性2.禁指重排 （防止指令重排序） public class VolatileTest { /** * 线程停止 * 有 volatile 修饰时，就会通知所有访问此变量的线程，重新load值到本地内存 */ private static volatile boolean volatileFlag=true; /** * 线程不停止 * 没有 volatile 修饰时，就一直访问的 线程本地内存，一直为true */ private static boolean flag=true; public static void main(String[] args) throws InterruptedException { new Thread(()->{ while (volatileFlag){ } System.out.println("end"); },"sever").start(); Thread.sleep(1000); volatileFlag=false; } } public class VolatileTest2 { private static int x=0,y=0; private static int a=0,b=0; /** * 正常情况执行顺序, * a=1 * x=b * b=1 * y=a * 不会出现 x=0,y=0;的情况 * 如果指令重排：↓ * x=b; 默认 b=0;a=0; * y = a; * b = 1; * a =1; * 就出现 x=0,y=0;的情况 * @param args * @throws InterruptedException */ public static void main(String[] args) throws InterruptedException { int i=0; for(;;){ i++; x=0;y=0; a=0;b=0; Thread one = new Thread(()-> { a=1; x=b; }); Thread other = new Thread(()-> { b = 1; y = a; }); one.start();other.start(); one.join();other.join(); String res="第"+i+"次(" + x + "," + y + ")"; if (x==0 && y==0){ System.out.println(res); break; } } } }

JVM 调优

常见命令 nohup java -Xmx256m -Xms256m -Xmn128M -Xss256k -jar epay-check-account-0.0.4.jar -Xms<size> set initial Java heap size -Xmx<size> set maximum Java heap size top 、jps

arthas -阿里 jvm监测 在线文档：https://arthas.aliyun.com/doc/install-detail.html hlep 查询指令说明 ; thread -help, 具体命令用法说明

NAMEDESCRIPTIONdashboardOverview of target jvm’s thread, memory, gc, vm, tomcat infojvmDisplay the target JVM informationthreadDisplay thread info, thread stackredefineRedefine classes. @see Instrumentation#redefineClasses(ClassDefinition…)jvmDisplay the target JVM information

redefine : 重新编译，载入到内存。 （应急） redefine /root/TT.class