Jvm

JVM

相关参数设置

-Xms

  • 初始分配的大小,默认为物理内存的1/64,可以指定跟Xmx相同大,避免重新分配内存消耗时间

-Xmx

  • 最大分配内存,默认为物理内存的1/4

-Xmn

  • 尹甸区+幸存区

-Xss

  • 线程栈的大小,这个值分配的越大,当前程序可同时创建的线程数越小

Xmx-Xmn就是老年代的大小

获取内存的默认大小

  • Runtime.getRuntime().totalMemory()
    Runtime.getRuntime().maxMemory()

XX参数

  • -XX:+或者-某个属性值

    • +表示开启,-表示关闭
  • -XX:属性值key=属性值value

JVM的堆内存示意图

image.png

所有的创建对象都在尹甸区完成

在幸存0区和幸存1区经过15次垃圾回收会进入养老区,养老区内存满后会进行FullGC

若养老区执行FullGC之后依然无法对对象进行存储,则抛出OOM Error错误

1、永久区(1.7/需要分配) 元数据区(1.8/不需要分配,直接内存)

2、存储项目运行所必须依赖的环境,如Jdk自身所携带的元数据,引入的第三方jar包
3、不会被垃圾回收机制回收掉,直到服务停止才会结束

造成堆内存不足的原因

java虚拟机内存设置不够

  • 可以通过指定-Xms,-Xmx参数来指定

代码中创建的大量对象,并且长期不能被垃圾回收器处理(存在引用)

堆内存/栈内存,出现的问题案例

堆内存不足经典案例(OutofMemerryError)

  • 1、分页查询,如果没有加分页参数,一次性查询1000万条数据
    2、频繁操作String,没用StringBuilder/StringBuffer
    3、读写的stream流,只管开辟,不管回收

栈内存不足经典案例(StackOverFlowError)

  • 无限递归

解决方案

调内存

调垃圾回收机制

  • 算法

    • 标记清除算法

      • 标记无用对象,进行清除回收
      • 碎片化
    • 复制算法

      • 按照容量大小分成两个大小相等的内存区域,当一块用完的时候将活着的对象复制到另一块内存上,然后再把已用的内存空间一次清理掉
      • 浪费空间
    • 标记整理算法

      • 标记无用对象,让所有存活的对象向一端移动,清除掉边界以外的内存
    • 增量算法

    • 分代收集算法

      • 根据对象的存活周期将内存分成几块,一般新生代采用复制算法,老年代采用标记整理算法
    • 老年代一般用标记清除、标记整理,年轻代一般采用复制

  • 4类7种

    • 方式

      • 串行GC

        • 只有一个线程,执行垃圾回收程序停止的时间长
      • 并行GC

        • 多个线程执行垃圾回收,适用于吞吐量系统
      • 并发GC

        • 系统和垃圾回收一起执行,系统不会停止
      • G1垃圾收集器

    • 7种

      • 新生代GC之Serial收集器
      • 新生代GC之ParNew收集器
      • 新生代GC之Parallel收集器
      • 老年代ParallelOld收集器
      • 老年代SerialOld收集器
      • 老年代CMS收集器
  • 判断对象是否可以被垃圾回收

    • 引用计数器法:为每一个对象创建一个引用计数,有对象引用时计算器+1,引用被释放时计数-1,当计数器为0
      时可以被回收,缺点:不能解决循环引用的问题。
    • 可达性分析算法:从GC Roots开始向下搜索,搜索所走过的路径成为引用链。当一个对象到GC roots没有任何引用链相连时,则证明此对象时可以被回收的。

示例

问题描述

  • 在某次版本迭代过程中,我们自测通过,联调OK,测试同学在进行全面压测的时候,突然程序假死或者响应卡顿,日志不在打印,过了一会,java服务宕机,问题能够复现

解决

  • 其他同学

    • 分析堆内存的文件报告,带上 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError: 指定文件输出路径及文件名称参数,如果出现相应的内存溢出,则会在目录下生产一个dump文件,将这个文件使用Memory Analyse Tool工具打开就可以看到当前dump 内存空间的分析内容
  • me

    • 1、首先,我dk给我们提供的工具 jstat -gc 进程号 1000(每隔多少毫秒打印一次)
      jstat -gcutil 10777(进程号) 1000
      2、查看伊甸园以及老年代的内存使用情况,我发现每次ygc以后,老年代内存使用率就会提升,然后我对这个java 进程进行持续关注,执行全面压测脚本,发现在经过短暂的时间之后,老年代内存使用情况占比达到90%以上,然后疯狂FullGC,非常频繁。一秒钟2-5次。非常可怕。然后一段时间之后,程序假死,日志不再打印,持续几秒,进程自动终止。服务宕机。
      3、我直接给这个服务 分配 2G的最大内存,给新生代600m,1.4G全留给老年代。
      然后我怀疑是内存给小了,然后我直接跳转参数 -Xmx=2G,重启服务倒要看看,你tm这个老年代你到底能用多少,然后持续全面压测
      1)、如果给多少用多少,那么肯定是代码有问题,再去分析内存dump文件定位代码问题不迟;
      2)、如果最终老年代内存使用,定格在某个值发送不动了,那么证明确实是我给内存分配小了;然后根据它的内存最终占有情况,给他分配一个合理的值,即ok,解决问题!老年代 稳定在1.2G 不再继续增长,FGC频率不再飙升,程序压测无问题,上线。问题完美收官。然后告诉其它小伙伴,你们别瞎鸡儿折腾了!

jdk分析工具

linux

  • jstat -gc 进程号 间隔毫秒数

  • jstat -gcutil 进程号 间隔毫秒数

  • jmap -histo:live 进程号 直接在页面打印内存中对象的情况

  • jmap -dump:format=b,file=fileName.hprof 进程号(生成dump文件)

windows

  • jconsole 可视化工具 分析 java进程 内存使用情况,线程开辟情况,gc情况....
  • jvisualVM★★★★★★,图形界面的,多功能的检测工具,检测大对象。
  • jmap -heap 进程号

类加载

类加载过程

image.png
  • 加载:.class文件加载到内存
  • 验证:保证class文件的正确性
  • 准备:为类的静态变量分配内存,赋默认初始值
  • 解析:将类的符号引用转换成直接引用
  • 初始化:为类的静态成员变量赋正确的值

类加载器的种类

  • 1、Bootstrp,用c语言写的
  • 2、ExtClassLoader,父加载器是Bootstrp
  • 3、AppClassLoader,父加载器是ExtClassLoader

双亲委托机制的工作流程

  • 1、当AppClassLoader收到一个类加载的请求时,它不会加载该类,而是委派给父类ExtClassLoader
    2、当ExtClassLoader收到一个类加载的请求时,它也不会加载该类,而是委派给父类Bootstrp
    3、Bootstrp加载失败,就让ExtClassLoader去加载
    4、ExtClassLoader加载失败,就让AppClassLoader去加载
    5、AppClassLoader加载失败,就让自定义类加载器加载(自定义类加载器--继承java.lang.ClassLoader类,重写写findClass(name)方法)
    6、自定义类加载器加载失败,抛出异常
  • 好处:避免类的重新加载

JVM的内存结构

本地方法栈

  • 被native修饰

    • 融合不同语言编写的接口为java所用
  • 调用操作系统相关的资源

程序计数器

  • 每一个线程都有一个程序技术器,就是一个指针,指向方法区中的字节码(下一个要执行的指令代码),由执行引擎执行,非常小的内存空间

  • 堆内存开辟出来的地址值都是16进制的,以0x开头
  • 堆内存的数据都有默认的初始值

方法区

  • 被所有线程锁共享,定义的方法信息都保存在该区域,也就是元空间

    • 静态变量、常量、类信息
    • 方法区中的静态变量会有默认的初始值,非静态变量没有
  • 字节码文件加载时所进入的内存

  • 分为静态区和非静态区

  • 静态的成员变量会有默认的初始值,非静态的成员变量没有默认的初始值(要加载进堆内存中才有默认的初始值)

GC种类

普通GC(Minor GC)新生代

全局GC(Major GC)老年代

JVM在垃圾回收,大部分指新生代

引用类别

软引用

  • 软引用维护一些可有可无的对象,在内存空间足够的情况下,软引用对象不会被回收

弱引用

  • 弱引用相比于软引用,更加没用,拥有更短的生命周期,无论内存是否充足,都会被回收

强引用

  • 就算抛出OOM异常,也不会对该对象回收

    • 造成OOM的主要原因之一

虚引用

  • 形同虚设

    • 任何时候都可能会被回收

内存溢出与内存泄露

内存溢出

  • 申请内存的时候没有给到足够的空间,产生内存溢出

    • 堆内存溢出,栈内存溢出

内存泄露

  • 分配出去的内存不再使用,但是无法被回收

    • 长生命周期的对象持有短周期对象的引用,因为长生命周期持有他的引用而不能被回收
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