大白話帶你深入淺出JVM

前言

如果在文中用詞或者理解方面出現(xiàn)問題，歡迎指出。此文旨在提及而不深究，但會盡量效率地把知識點都拋出來

一、JVM的基本介紹

JVM 是 Java Virtual Machine 的縮寫，它是一個虛構(gòu)出來的計算機，一種規(guī)范。通過在實際的計算機上仿真模擬各類計算機功能實現(xiàn)···

好，其實拋開這么專業(yè)的句子不說，就知道JVM其實就類似于一臺小電腦運行在windows或者linux這些操作系統(tǒng)環(huán)境下即可。它直接和操作系統(tǒng)進行交互，與硬件不直接交互，可操作系統(tǒng)可以幫我們完成和硬件進行交互的工作。

1.1 Java文件是如何被運行的

比如我們現(xiàn)在寫了一個 HelloWorld.java 好了，那這個 HelloWorld.java 拋開所有東西不談，那是不是就類似于一個文本文件，只是這個文本文件它寫的都是英文，而且有一定的縮進而已。

那我們的?JVM?是不認識文本文件的，所以它需要一個?編譯?，讓其成為一個它會讀二進制文件的?HelloWorld.class

① 類加載器

如果?JVM?想要執(zhí)行這個?.class?文件，我們需要將其裝進一個?類加載器?中，它就像一個搬運工一樣，會把所有的?.class?文件全部搬進JVM里面來。

② 方法區(qū)

方法區(qū)?是用于存放類似于元數(shù)據(jù)信息方面的數(shù)據(jù)的，比如類信息，常量，靜態(tài)變量，編譯后代碼···等

類加載器將 .class 文件搬過來就是先丟到這一塊上

③ 堆

堆?主要放了一些存儲的數(shù)據(jù)，比如對象實例，數(shù)組···等，它和方法區(qū)都同屬于?線程共享區(qū)域?。也就是說它們都是?線程不安全?的

④ 棧

棧?這是我們的代碼運行空間。我們編寫的每一個方法都會放到?棧?里面運行。

我們會聽說過 本地方法棧 或者 本地方法接口 這兩個名詞，不過我們基本不會涉及這兩塊的內(nèi)容，它倆底層是使用C來進行工作的，和Java沒有太大的關系。

⑤ 程序計數(shù)器

主要就是完成一個加載工作，類似于一個指針一樣的，指向下一行我們需要執(zhí)行的代碼。和棧一樣，都是?線程獨享?的，就是說每一個線程都會有自己對應的一塊區(qū)域而不會存在并發(fā)和多線程的問題。

小總結(jié)

1. Java文件經(jīng)過編譯后變成 .class 字節(jié)碼文件

2. 字節(jié)碼文件通過類加載器被搬運到 JVM 虛擬機中

3. 虛擬機主要的5大塊：方法區(qū)，堆都為線程共享區(qū)域，有線程安全問題，棧和本地方法棧和計數(shù)器都是獨享區(qū)域，不存在線程安全問題，而 JVM 的調(diào)優(yōu)主要就是圍繞堆，棧兩大塊進行

1.2 簡單的代碼例子

一個簡單的學生類

一個main方法

執(zhí)行main方法的步驟如下:

1. 編譯好 App.java 后得到 App.class 后，執(zhí)行 App.class，系統(tǒng)會啟動一個 JVM 進程，從 classpath 路徑中找到一個名為 App.class 的二進制文件，將 App 的類信息加載到運行時數(shù)據(jù)區(qū)的方法區(qū)內(nèi)，這個過程叫做 App 類的加載

2. JVM 找到 App 的主程序入口，執(zhí)行main方法

3. 這個main中的第一條語句為 Student student = new Student("tellUrDream") ，就是讓 JVM 創(chuàng)建一個Student對象，但是這個時候方法區(qū)中是沒有 Student 類的信息的，所以 JVM 馬上加載 Student 類，把 Student 類的信息放到方法區(qū)中

4. 加載完 Student 類后，JVM 在堆中為一個新的 Student 實例分配內(nèi)存，然后調(diào)用構(gòu)造函數(shù)初始化 Student 實例，這個 Student 實例持有?指向方法區(qū)中的 Student 類的類型信息?的引用

5. 執(zhí)行student.sayName();時，JVM 根據(jù) student 的引用找到 student 對象，然后根據(jù) student 對象持有的引用定位到方法區(qū)中 student 類的類型信息的方法表，獲得 sayName() 的字節(jié)碼地址。

6. 執(zhí)行sayName()

其實也不用管太多，只需要知道對象實例初始化時會去方法區(qū)中找類信息，完成后再到棧那里去運行方法。找方法就在方法表中找。

二、類加載器的介紹

之前也提到了它是負責加載.class文件的，它們在文件開頭會有特定的文件標示，將class文件字節(jié)碼內(nèi)容加載到內(nèi)存中，并將這些內(nèi)容轉(zhuǎn)換成方法區(qū)中的運行時數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且ClassLoader只負責class文件的加載，而是否能夠運行則由 Execution Engine 來決定

2.1 類加載器的流程

從類被加載到虛擬機內(nèi)存中開始，到釋放內(nèi)存總共有7個步驟：加載，驗證，準備，解析，初始化，使用，卸載。其中驗證，準備，解析三個部分統(tǒng)稱為連接

2.1.1 加載

1. 將class文件加載到內(nèi)存

2. 將靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成方法區(qū)中運行時的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

3. 在堆中生成一個代表這個類的 java.lang.Class對象作為數(shù)據(jù)訪問的入口

2.1.2 鏈接

1. 驗證：確保加載的類符合 JVM 規(guī)范和安全，保證被校驗類的方法在運行時不會做出危害虛擬機的事件，其實就是一個安全檢查

2. 準備：為static變量在方法區(qū)中分配內(nèi)存空間，設置變量的初始值，例如 static int a = 3 （注意：準備階段只設置類中的靜態(tài)變量（方法區(qū)中），不包括實例變量（堆內(nèi)存中），實例變量是對象初始化時賦值的）

3. 解析：虛擬機將常量池內(nèi)的符號引用替換為直接引用的過程（符號引用比如我現(xiàn)在import java.util.ArrayList這就算符號引用，直接引用就是指針或者對象地址，注意引用對象一定是在內(nèi)存進行）

2.1.3 初始化

初始化其實就是一個賦值的操作，它會執(zhí)行一個類構(gòu)造器的<clinit>()方法。由編譯器自動收集類中所有變量的賦值動作，此時準備階段時的那個 static int a = 3 的例子，在這個時候就正式賦值為3

2.1.4 卸載

GC將無用對象從內(nèi)存中卸載

2.2 類加載器的加載順序

加載一個Class類的順序也是有優(yōu)先級的，類加載器從最底層開始往上的順序是這樣的

1. BootStrap ClassLoader：rt.jar

2. Extention ClassLoader: 加載擴展的jar包

3. App ClassLoader：指定的classpath下面的jar包

4. Custom ClassLoader：自定義的類加載器

2.3 雙親委派機制

當一個類收到了加載請求時，它是不會先自己去嘗試加載的，而是委派給父類去完成，比如我現(xiàn)在要new一個Person，這個Person是我們自定義的類，如果我們要加載它，就會先委派App ClassLoader，只有當父類加載器都反饋自己無法完成這個請求（也就是父類加載器都沒有找到加載所需的Class）時，子類加載器才會自行嘗試加載

這樣做的好處是，加載位于rt.jar包中的類時不管是哪個加載器加載，最終都會委托到BootStrap ClassLoader進行加載，這樣保證了使用不同的類加載器得到的都是同一個結(jié)果。

其實這個也是一個隔離的作用，避免了我們的代碼影響了JDK的代碼，比如我現(xiàn)在要來一個

public?class?String(){
????public?static?void?main(){sout;}
}

這種時候，我們的代碼肯定會報錯，因為在加載的時候其實是找到了rt.jar中的String.class，然后發(fā)現(xiàn)這也沒有main方法

三、運行時數(shù)據(jù)區(qū)

3.1 本地方法棧和程序計數(shù)器

比如說我們現(xiàn)在點開Thread類的源碼，會看到它的start0方法帶有一個native關鍵字修飾，而且不存在方法體，這種用native修飾的方法就是本地方法，這是使用C來實現(xiàn)的，然后一般這些方法都會放到一個叫做本地方法棧的區(qū)域。

程序計數(shù)器其實就是一個指針，它指向了我們程序中下一句需要執(zhí)行的指令，它也是內(nèi)存區(qū)域中唯一一個不會出現(xiàn)OutOfMemoryError的區(qū)域，而且占用內(nèi)存空間小到基本可以忽略不計。這個內(nèi)存僅代表當前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號指示器，字節(jié)碼解析器通過改變這個計數(shù)器的值選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令。

如果執(zhí)行的是native方法，那這個指針就不工作了。

3.2 方法區(qū)

方法區(qū)主要的作用技術存放類的元數(shù)據(jù)信息，常量和靜態(tài)變量···等。當它存儲的信息過大時，會在無法滿足內(nèi)存分配時報錯。

3.3 虛擬機棧和虛擬機堆

一句話便是：棧管運行，堆管存儲。則虛擬機棧負責運行代碼，而虛擬機堆負責存儲數(shù)據(jù)。

3.3.1 虛擬機棧的概念

它是Java方法執(zhí)行的內(nèi)存模型。里面會對局部變量，動態(tài)鏈表，方法出口，棧的操作（入棧和出棧）進行存儲，且線程獨享。同時如果我們聽到局部變量表，那也是在說虛擬機棧

public?class?Person{
????int?a?=?1;

????public?void?doSomething(){
????????int?b?=?2;
????}
}

3.3.2 虛擬機棧存在的異常

如果線程請求的棧的深度大于虛擬機棧的最大深度，就會報?StackOverflowError（這種錯誤經(jīng)常出現(xiàn)在遞歸中）。Java虛擬機也可以動態(tài)擴展，但隨著擴展會不斷地申請內(nèi)存，當無法申請足夠內(nèi)存時就會報錯?OutOfMemoryError。

3.3.3 虛擬機棧的生命周期

對于棧來說，不存在垃圾回收。只要程序運行結(jié)束，棧的空間自然就會釋放了。棧的生命周期和所處的線程是一致的。

這里補充一句：8種基本類型的變量+對象的引用變量+實例方法都是在棧里面分配內(nèi)存。

3.3.4 虛擬機棧的執(zhí)行

我們經(jīng)常說的棧幀數(shù)據(jù)，說白了在JVM中叫棧幀，放到Java中其實就是方法，它也是存放在棧中的。

棧中的數(shù)據(jù)都是以棧幀的格式存在，它是一個關于方法和運行期數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集。比如我們執(zhí)行一個方法a，就會對應產(chǎn)生一個棧幀A1，然后A1會被壓入棧中。同理方法b會有一個B1，方法c會有一個C1，等到這個線程執(zhí)行完畢后，棧會先彈出C1，后B1,A1。它是一個先進后出，后進先出原則。

3.3.5 局部變量的復用

局部變量表用于存放方法參數(shù)和方法內(nèi)部所定義的局部變量。它的容量是以Slot為最小單位，一個slot可以存放32位以內(nèi)的數(shù)據(jù)類型。

虛擬機通過索引定位的方式使用局部變量表，范圍為[0,局部變量表的slot的數(shù)量]。方法中的參數(shù)就會按一定順序排列在這個局部變量表中，至于怎么排的我們可以先不關心。而為了節(jié)省棧幀空間，這些slot是可以復用的，當方法執(zhí)行位置超過了某個變量，那么這個變量的slot可以被其它變量復用。當然如果需要復用，那我們的垃圾回收自然就不會去動這些內(nèi)存。

3.3.6 虛擬機堆的概念

JVM內(nèi)存會劃分為堆內(nèi)存和非堆內(nèi)存，堆內(nèi)存中也會劃分為年輕代和老年代，而非堆內(nèi)存則為永久代。年輕代又會分為Eden和Survivor區(qū)。Survivor也會分為FromPlace和ToPlace，toPlace的survivor區(qū)域是空的。Eden，F(xiàn)romPlace和ToPlace的默認占比為?8:1:1。當然這個東西其實也可以通過一個 -XX:+UsePSAdaptiveSurvivorSizePolicy 參數(shù)來根據(jù)生成對象的速率動態(tài)調(diào)整

堆內(nèi)存中存放的是對象，垃圾收集就是收集這些對象然后交給GC算法進行回收。非堆內(nèi)存其實我們已經(jīng)說過了，就是方法區(qū)。在1.8中已經(jīng)移除永久代，替代品是一個元空間(MetaSpace)，最大區(qū)別是metaSpace是不存在于JVM中的，它使用的是本地內(nèi)存。并有兩個參數(shù)

MetaspaceSize：初始化元空間大小，控制發(fā)生GC
MaxMetaspaceSize：限制元空間大小上限，防止占用過多物理內(nèi)存。

移除的原因可以大致了解一下：融合HotSpot JVM和JRockit VM而做出的改變，因為JRockit是沒有永久代的，不過這也間接性地解決了永久代的OOM問題。

3.3.7 Eden年輕代的介紹

當我們new一個對象后，會先放到Eden劃分出來的一塊作為存儲空間的內(nèi)存，但是我們知道對堆內(nèi)存是線程共享的，所以有可能會出現(xiàn)兩個對象共用一個內(nèi)存的情況。這里JVM的處理是每個線程都會預先申請好一塊連續(xù)的內(nèi)存空間并規(guī)定了對象存放的位置，而如果空間不足會再申請多塊內(nèi)存空間。這個操作我們會稱作TLAB，有興趣可以了解一下。

當Eden空間滿了之后，會觸發(fā)一個叫做Minor GC（就是一個發(fā)生在年輕代的GC）的操作，存活下來的對象移動到Survivor0區(qū)。Survivor0區(qū)滿后觸發(fā) Minor GC，就會將存活對象移動到Survivor1區(qū)，此時還會把from和to兩個指針交換，這樣保證了一段時間內(nèi)總有一個survivor區(qū)為空且to所指向的survivor區(qū)為空。經(jīng)過多次的 Minor GC后仍然存活的對象（這里的存活判斷是15次，對應到虛擬機參數(shù)為 -XX:TargetSurvivorRatio 。為什么是15，因為HotSpot會在對象投中的標記字段里記錄年齡，分配到的空間僅有4位，所以最多只能記錄到15）會移動到老年代。老年代是存儲長期存活的對象的，占滿時就會觸發(fā)我們最常聽說的Full GC，期間會停止所有線程等待GC的完成。所以對于響應要求高的應用應該盡量去減少發(fā)生Full GC從而避免響應超時的問題。

而且當老年區(qū)執(zhí)行了full gc之后仍然無法進行對象保存的操作，就會產(chǎn)生OOM，這時候就是虛擬機中的堆內(nèi)存不足，原因可能會是堆內(nèi)存設置的大小過小，這個可以通過參數(shù)-Xms、-Xms來調(diào)整。也可能是代碼中創(chuàng)建的對象大且多，而且它們一直在被引用從而長時間垃圾收集無法收集它們。

3.3.8 如何判斷一個對象需要被干掉

圖中程序計數(shù)器、虛擬機棧、本地方法棧，3個區(qū)域隨著線程的生存而生存的。內(nèi)存分配和回收都是確定的。隨著線程的結(jié)束內(nèi)存自然就被回收了，因此不需要考慮垃圾回收的問題。而Java堆和方法區(qū)則不一樣，各線程共享，內(nèi)存的分配和回收都是動態(tài)的。因此垃圾收集器所關注的都是堆和方法這部分內(nèi)存。

在進行回收前就要判斷哪些對象還存活，哪些已經(jīng)死去。下面介紹兩個基礎的計算方法

1.引用計數(shù)器計算：給對象添加一個引用計數(shù)器，每次引用這個對象時計數(shù)器加一，引用失效時減一，計數(shù)器等于0時就是不會再次使用的。不過這個方法有一種情況就是出現(xiàn)對象的循環(huán)引用時GC沒法回收。

2.可達性分析計算：這是一種類似于二叉樹的實現(xiàn)，將一系列的GC ROOTS作為起始的存活對象集，從這個節(jié)點往下搜索，搜索所走過的路徑成為引用鏈，把能被該集合引用到的對象加入到集合中。搜索當一個對象到GC Roots沒有使用任何引用鏈時，則說明該對象是不可用的。主流的商用程序語言，例如Java，C#等都是靠這招去判定對象是否存活的。

（了解一下即可）在Java語言匯總能作為GC Roots的對象分為以下幾種：

1. 虛擬機棧（棧幀中的本地方法表）中引用的對象（局部變量）

2. 方法區(qū)中靜態(tài)變量所引用的對象（靜態(tài)變量）

3. 方法區(qū)中常量引用的對象

4. 本地方法棧（即native修飾的方法）中JNI引用的對象（JNI是Java虛擬機調(diào)用對應的C函數(shù)的方式，通過JNI函數(shù)也可以創(chuàng)建新的Java對象。且JNI對于對象的局部引用或者全局引用都會把它們指向的對象都標記為不可回收）

5. 已啟動的且未終止的Java線程

這種方法的優(yōu)點是能夠解決循環(huán)引用的問題，可它的實現(xiàn)需要耗費大量資源和時間，也需要GC（它的分析過程引用關系不能發(fā)生變化，所以需要停止所有進程）

3.3.9 如何宣告一個對象的真正死亡

首先必須要提到的是一個名叫?finalize()?的方法

finalize()是Object類的一個方法、一個對象的finalize()方法只會被系統(tǒng)自動調(diào)用一次，經(jīng)過finalize()方法逃脫死亡的對象，第二次不會再調(diào)用。

補充一句：并不提倡在程序中調(diào)用finalize()來進行自救。建議忘掉Java程序中該方法的存在。因為它執(zhí)行的時間不確定，甚至是否被執(zhí)行也不確定（Java程序的不正常退出），而且運行代價高昂，無法保證各個對象的調(diào)用順序（甚至有不同線程中調(diào)用）。在Java9中已經(jīng)被標記為?deprecated?，且java.lang.ref.Cleaner（也就是強、軟、弱、幻象引用的那一套）中已經(jīng)逐步替換掉它，會比finalize來的更加的輕量及可靠。
　　

判斷一個對象的死亡至少需要兩次標記

1. 如果對象進行可達性分析之后沒發(fā)現(xiàn)與GC Roots相連的引用鏈，那它將會第一次標記并且進行一次篩選。判斷的條件是決定這個對象是否有必要執(zhí)行finalize()方法。如果對象有必要執(zhí)行finalize()方法，則被放入F-Queue隊列中。

2. GC對F-Queue隊列中的對象進行二次標記。如果對象在finalize()方法中重新與引用鏈上的任何一個對象建立了關聯(lián)，那么二次標記時則會將它移出“即將回收”集合。如果此時對象還沒成功逃脫，那么只能被回收了。

如果確定對象已經(jīng)死亡，我們又該如何回收這些垃圾呢

3.4 垃圾回收算法

不會非常詳細的展開，常用的有標記清除，復制，標記整理和分代收集算法

3.4.1 標記清除算法

標記清除算法就是分為“標記”和“清除”兩個階段。標記出所有需要回收的對象，標記結(jié)束后統(tǒng)一回收。這個套路很簡單，也存在不足，后續(xù)的算法都是根據(jù)這個基礎來加以改進的。

其實它就是把已死亡的對象標記為空閑內(nèi)存，然后記錄在一個空閑列表中，當我們需要new一個對象時，內(nèi)存管理模塊會從空閑列表中尋找空閑的內(nèi)存來分給新的對象。

不足的方面就是標記和清除的效率比較低下。且這種做法會讓內(nèi)存中的碎片非常多。這個導致了如果我們需要使用到較大的內(nèi)存塊時，無法分配到足夠的連續(xù)內(nèi)存。比如下圖

此時可使用的內(nèi)存塊都是零零散散的，導致了剛剛提到的大內(nèi)存對象問題

3.4.2 復制算法

為了解決效率問題，復制算法就出現(xiàn)了。它將可用內(nèi)存按容量劃分成兩等分，每次只使用其中的一塊。和survivor一樣也是用from和to兩個指針這樣的玩法。fromPlace存滿了，就把存活的對象copy到另一塊toPlace上，然后交換指針的內(nèi)容。這樣就解決了碎片的問題。

這個算法的代價就是把內(nèi)存縮水了，這樣堆內(nèi)存的使用效率就會變得十分低下了

不過它們分配的時候也不是按照1:1這樣進行分配的，就類似于Eden和Survivor也不是等價分配是一個道理。

3.4.3 標記整理算法

復制算法在對象存活率高的時候會有一定的效率問題，標記過程仍然與“標記-清除”算法一樣，但后續(xù)步驟不是直接對可回收對象進行清理，而是讓所有存活的對象都向一端移動，然后直接清理掉邊界以外的內(nèi)存

3.4.4 分代收集算法

這種算法并沒有什么新的思想，只是根據(jù)對象存活周期的不同將內(nèi)存劃分為幾塊。一般是把Java堆分為新生代和老年代，這樣就可以根據(jù)各個年代的特點采用最適當?shù)氖占惴?。在新生代中，每次垃圾收集時都發(fā)現(xiàn)有大批對象死去，只有少量存活，那就選用復制算法，只需要付出少量存活對象的復制成本就可以完成收集。而老年代中因為對象存活率高、沒有額外空間對它進行分配擔保，就必須使用“標記-清理”或者“標記-整理”算法來進行回收。

說白了就是八仙過海各顯神通，具體問題具體分析了而已。

3.5 （了解）各種各樣的垃圾回收器

HotSpot VM中的垃圾回收器，以及適用場景

到jdk8為止，默認的垃圾收集器是Parallel Scavenge 和 Parallel Old

從jdk9開始，G1收集器成為默認的垃圾收集器
目前來看，G1回收器停頓時間最短而且沒有明顯缺點，非常適合Web應用。在jdk8中測試Web應用，堆內(nèi)存6G，新生代4.5G的情況下，Parallel Scavenge 回收新生代停頓長達1.5秒。G1回收器回收同樣大小的新生代只停頓0.2秒。

3.6 （了解）JVM的常用參數(shù)

JVM的參數(shù)非常之多，這里只列舉比較重要的幾個，通過各種各樣的搜索引擎也可以得知這些信息。

JVM參數(shù)的含義

其實還有一些打印及CMS方面的參數(shù)，這里就不以一一列舉了

四、關于JVM調(diào)優(yōu)的一些方面

根據(jù)剛剛涉及的jvm的知識點，我們可以嘗試對JVM進行調(diào)優(yōu)，主要就是堆內(nèi)存那塊

所有線程共享數(shù)據(jù)區(qū)大小=新生代大小 + 年老代大小 + 持久代大小。持久代一般固定大小為64m。所以java堆中增大年輕代后，將會減小年老代大?。ㄒ驗槔夏甏那謇硎鞘褂胒ullgc，所以老年代過小的話反而是會增多fullgc的）。此值對系統(tǒng)性能影響較大，Sun官方推薦配置為java堆的3/8。

4.1 調(diào)整最大堆內(nèi)存和最小堆內(nèi)存

-Xmx –Xms：指定java堆最大值（默認值是物理內(nèi)存的1/4(<1GB)）和初始java堆最小值（默認值是物理內(nèi)存的1/64(<1GB))

默認(MinHeapFreeRatio參數(shù)可以調(diào)整)空余堆內(nèi)存小于40%時，JVM就會增大堆直到-Xmx的最大限制.，默認(MaxHeapFreeRatio參數(shù)可以調(diào)整)空余堆內(nèi)存大于70%時，JVM會減少堆直到 -Xms的最小限制。簡單點來說，你不停地往堆內(nèi)存里面丟數(shù)據(jù)，等它剩余大小小于40%了，JVM就會動態(tài)申請內(nèi)存空間不過會小于-Xmx，如果剩余大小大于70%，又會動態(tài)縮小不過不會小于–Xms。就這么簡單

開發(fā)過程中，通常會將 -Xms 與 -Xmx兩個參數(shù)的配置相同的值，其目的是為了能夠在java垃圾回收機制清理完堆區(qū)后不需要重新分隔計算堆區(qū)的大小而浪費資源。

我們執(zhí)行下面的代碼

System.out.println("Xmx="?+?Runtime.getRuntime().maxMemory()?/?1024.0?/?1024?+?"M");????//系統(tǒng)的最大空間
System.out.println("free?mem="?+?Runtime.getRuntime().freeMemory()?/?1024.0?/?1024?+?"M");??//系統(tǒng)的空閑空間
System.out.println("total?mem="?+?Runtime.getRuntime().totalMemory()?/?1024.0?/?1024?+?"M");??//當前可用的總空間

注意：此處設置的是Java堆大小，也就是新生代大小 + 老年代大小

設置一個VM options的參數(shù)

-Xmx20m?-Xms5m?-XX:+PrintGCDetails

再次啟動main方法

這時候申請到的內(nèi)存為18M，空閑內(nèi)存為4.214195251464844M

我們此時創(chuàng)建一個字節(jié)數(shù)組看看，執(zhí)行下面的代碼

byte[]?b?=?new?byte[1?*?1024?*?1024];
System.out.println("分配了1M空間給數(shù)組");
System.out.println("Xmx="?+?Runtime.getRuntime().maxMemory()?/?1024.0?/?1024?+?"M");??//系統(tǒng)的最大空間
System.out.println("free?mem="?+?Runtime.getRuntime().freeMemory()?/?1024.0?/?1024?+?"M");??//系統(tǒng)的空閑空間
System.out.println("total?mem="?+?Runtime.getRuntime().totalMemory()?/?1024.0?/?1024?+?"M");

此時free memory就又縮水了，不過total memory是沒有變化的。Java會盡可能將total mem的值維持在最小堆內(nèi)存大小

byte[]?b?=?new?byte[10?*?1024?*?1024];
System.out.println("分配了10M空間給數(shù)組");
System.out.println("Xmx="?+?Runtime.getRuntime().maxMemory()?/?1024.0?/?1024?+?"M");??//系統(tǒng)的最大空間
System.out.println("free?mem="?+?Runtime.getRuntime().freeMemory()?/?1024.0?/?1024?+?"M");??//系統(tǒng)的空閑空間
System.out.println("total?mem="?+?Runtime.getRuntime().totalMemory()?/?1024.0?/?1024?+?"M");??//當前可用的總空間

這時候我們創(chuàng)建了一個10M的字節(jié)數(shù)據(jù)，這時候最小堆內(nèi)存是頂不住的。我們會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在的total memory已經(jīng)變成了15M，這就是已經(jīng)申請了一次內(nèi)存的結(jié)果。

此時我們再跑一下這個代碼

System.gc();
System.out.println("Xmx="?+?Runtime.getRuntime().maxMemory()?/?1024.0?/?1024?+?"M");????//系統(tǒng)的最大空間
System.out.println("free?mem="?+?Runtime.getRuntime().freeMemory()?/?1024.0?/?1024?+?"M");??//系統(tǒng)的空閑空間
System.out.println("total?mem="?+?Runtime.getRuntime().totalMemory()?/?1024.0?/?1024?+?"M");??//當前可用的總空間

此時我們手動執(zhí)行了一次fullgc，此時total memory的內(nèi)存空間又變回5.5M了，此時又是把申請的內(nèi)存釋放掉的結(jié)果。

4.2 調(diào)整新生代和老年代的比值

-XX:NewRatio --- 新生代（eden+2*Survivor）和老年代（不包含永久區(qū)）的比值

例如：-XX:NewRatio=4，表示新生代:老年代=1:4，即新生代占整個堆的1/5。在Xms=Xmx并且設置了Xmn的情況下，該參數(shù)不需要進行設置。

4.3 調(diào)整Survivor區(qū)和Eden區(qū)的比值

-XX:SurvivorRatio（幸存代）--- 設置兩個Survivor區(qū)和eden的比值

例如：8，表示兩個Survivor:eden=2:8，即一個Survivor占年輕代的1/10

4.4 設置年輕代和老年代的大小

-XX:NewSize --- 設置年輕代大小

-XX:MaxNewSize --- 設置年輕代最大值

可以通過設置不同參數(shù)來測試不同的情況，反正最優(yōu)解當然就是官方的Eden和Survivor的占比為8:1:1，然后在剛剛介紹這些參數(shù)的時候都已經(jīng)附帶了一些說明，感興趣的也可以看看。反正最大堆內(nèi)存和最小堆內(nèi)存如果數(shù)值不同會導致多次的gc，需要注意。

4.5 小總結(jié)

根據(jù)實際事情調(diào)整新生代和幸存代的大小，官方推薦新生代占java堆的3/8，幸存代占新生代的1/10

在OOM時，記得Dump出堆，確?？梢耘挪楝F(xiàn)場問題，通過下面命令你可以輸出一個.dump文件，這個文件可以使用VisualVM或者Java自帶的Java VisualVM工具。

-Xmx20m?-Xms5m?-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError?-XX:HeapDumpPath=你要輸出的日志路徑

一般我們也可以通過編寫腳本的方式來讓OOM出現(xiàn)時給我們報個信，可以通過發(fā)送郵件或者重啟程序等來解決。

4.6 永久區(qū)的設置

-XX:PermSize?-XX:MaxPermSize

初始空間（默認為物理內(nèi)存的1/64）和最大空間（默認為物理內(nèi)存的1/4）。也就是說，jvm啟動時，永久區(qū)一開始就占用了PermSize大小的空間，如果空間還不夠，可以繼續(xù)擴展，但是不能超過MaxPermSize，否則會OOM。

tips：如果堆空間沒有用完也拋出了OOM，有可能是永久區(qū)導致的。堆空間實際占用非常少，但是永久區(qū)溢出 一樣拋出OOM。

4.7 JVM的棧參數(shù)調(diào)優(yōu)

4.7.1 調(diào)整每個線程棧空間的大小

可以通過-Xss：調(diào)整每個線程?？臻g的大小

JDK5.0以后每個線程堆棧大小為1M，以前每個線程堆棧大小為256K。在相同物理內(nèi)存下,減小這個值能生成更多的線程。但是操作系統(tǒng)對一個進程內(nèi)的線程數(shù)還是有限制的，不能無限生成，經(jīng)驗值在3000~5000左右

4.7.2 設置線程棧的大小

-XXThreadStackSize：
????設置線程棧的大小(0?means?use?default?stack?size)

這些參數(shù)都是可以通過自己編寫程序去簡單測試的，這里礙于篇幅問題就不再提供demo了

4.8 (可以直接跳過了)JVM其他參數(shù)介紹

形形色色的參數(shù)很多，就不會說把所有都扯個遍了，因為大家其實也不會說一定要去深究到底。

4.8.1 設置內(nèi)存頁的大小

-XXThreadStackSize：
????設置內(nèi)存頁的大小，不可設置過大，會影響Perm的大小

4.8.2 設置原始類型的快速優(yōu)化

-XX:+UseFastAccessorMethods：
????設置原始類型的快速優(yōu)化

4.8.3 設置關閉手動GC

-XX:+DisableExplicitGC：
????設置關閉System.gc()(這個參數(shù)需要嚴格的測試)

4.8.4 設置垃圾最大年齡

-XX:MaxTenuringThreshold
????設置垃圾最大年齡。如果設置為0的話,則年輕代對象不經(jīng)過Survivor區(qū),直接進入年老代.
????對于年老代比較多的應用,可以提高效率。如果將此值設置為一個較大值,
????則年輕代對象會在Survivor區(qū)進行多次復制,這樣可以增加對象再年輕代的存活時間,
????增加在年輕代即被回收的概率。該參數(shù)只有在串行GC時才有效.

4.8.5 加快編譯速度

-XX:+AggressiveOpts

加快編譯速度

4.8.6 改善鎖機制性能

-XX:+UseBiasedLocking

4.8.7 禁用垃圾回收

-Xnoclassgc

4.8.8 設置堆空間存活時間

-XX:SoftRefLRUPolicyMSPerMB
????設置每兆堆空閑空間中SoftReference的存活時間，默認值是1s。

4.8.9 設置對象直接分配在老年代

-XX:PretenureSizeThreshold
????設置對象超過多大時直接在老年代分配，默認值是0。

4.8.10 設置TLAB占eden區(qū)的比例

-XX:TLABWasteTargetPercent
????設置TLAB占eden區(qū)的百分比，默認值是1%?。?

4.8.11設置是否優(yōu)先YGC

-XX:+CollectGen0First
????設置FullGC時是否先YGC，默認值是false。