JVM內(nèi)存模型和垃圾收集ppt課件

1、JVM內(nèi)存模型和渣滓搜集fanzhang 2021.08.31意義何在n內(nèi)存和渣滓搜集對Java程序的性能起著至關重要的作用，特別是對效力器程序。n遭遇OOM？呼應速度慢？并發(fā)上不去？吞吐量不夠？n內(nèi)存和渣滓搜集是Java程序的OS。遍及問號的底層n堆？：根集合？、鏈構(gòu)造、老的居底、從頂分配、可達性、活潑對象n棧在哪里？：主內(nèi)存和任務內(nèi)存？?？臻g也要配置？n援用：強援用和弱援用？渣滓搜集不用援用計數(shù)用什么無法回收：樹、子指向父？援用值會被改動？對象哈希值何時與之相關？堆堆HeapnJVM管理的內(nèi)存叫堆Heap；32位Linux最大3G；64位無限制n初始-Xms：默許1/64但小于1G。最大-

2、Xmx：默許1/4但小于1G。n-Xms與-Xms設置一樣值，對效力端運用來說要給足空間重要n最小空余-XX:MinHeapFreeRatio=40%。 最大空余-XX:MaxHeapFreeRatio=70%。堆的分代堆的分代Generationn堆分為三個代：Young、Old和Permanent，不同代采用不同的渣滓搜集算法，以提升性能。注：Permanent空間在大小上并沒有計算在Heap空間之內(nèi)如以下圖： 年輕代年輕代Youngn年輕代采取復制搜集算法。分為3個區(qū)域：一個Eden，一切新建對象；兩個Survivor區(qū)，用來實施復制算法。n-XX:NewRatio=Young:Old，

3、引薦1:3n-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize設置一樣值，適當放大，減少GC重要n-XX:SurvivorRatio= Eden:1個Survivor，默許比例8，適當減小，防止老年化重要老年代老年代Oldn年輕代的對象挺過數(shù)次搜集，就會進入老年代。老年代運用標志整理算法。老年代存活時間長，不用復制算法。n-XX:MaxTenuringThreshold=年輕代熬過多少次搜集后進入老年代。耐久代耐久代Permanentn裝載Class信息等根底數(shù)據(jù)nXX:MaxPermSize=64M，滿了之后會引起一種不同類型的 OOM。類很多很多的程序，需求加大之，普通運用默許值即可。G

4、C的類型的類型nMinor Collection：對Young，復制算法，頻率高。nMajor Collection：同時對Young和Old，也叫Full GC；Old頻率要比Young低很多，采用標志去除/標志整理算法；System.gc()可以建議引發(fā)之，運用-XX:+DisableExplicitGC制止代碼調(diào)用。nYoung的GC頻繁，范圍小，速度快，稱之為Minor Collection。nEden+1Suvivor空間達閥值 - 挪動對象到to space - to space與from space互換角色 - 對象挪動次數(shù)到閥值就足夠老了-Old。nSurvivor是Eden和

5、Old的緩沖區(qū)，為Old把關，減少Old的大小和GC頻次，Suvivor缺乏會Old化。nOld的GC范圍廣，較慢，頻率低稱之為Major Collection(Full Collection)。n先Young GC，再Old GC。渣滓搜集算法渣滓搜集算法n復制復制(copying)：將堆內(nèi)分成兩個一樣空間，：將堆內(nèi)分成兩個一樣空間，從根開場訪問每一個關聯(lián)的活潑對象。從根開場訪問每一個關聯(lián)的活潑對象。n將空間將空間A的活潑對象全部復制到空間的活潑對象全部復制到空間B，然，然后一次性回收整個空間后一次性回收整個空間A。只訪問活潑對象，遍歷空間的本錢較小，但需只訪問活潑對象，遍歷空間的本錢較小，

6、但需求宏大的復制本錢和較多的內(nèi)存，需求修正援求宏大的復制本錢和較多的內(nèi)存，需求修正援用值。用值。n如以下圖：如以下圖： n標志去除標志去除(mark-sweep)：搜集器先從根開場：搜集器先從根開場訪問一切活潑對象，標志為活潑對象。訪問一切活潑對象，標志為活潑對象。n然后再遍歷一次整個內(nèi)存區(qū)域，把一切沒然后再遍歷一次整個內(nèi)存區(qū)域，把一切沒有標志活潑的對象進展回收處置。有標志活潑的對象進展回收處置。n遍歷整個空間的本錢較大、暫停時間隨空遍歷整個空間的本錢較大、暫停時間隨空間大小線性增大、整理后堆里的碎片很多。間大小線性增大、整理后堆里的碎片很多。n如以下圖：如以下圖： n標志整理標志整理(mar

7、k-sweep-compact)：綜合了上述兩者的做法和優(yōu)點，先標志綜合了上述兩者的做法和優(yōu)點，先標志活潑對象，然后將其合并成較大的內(nèi)存活潑對象，然后將其合并成較大的內(nèi)存塊。如以下圖：塊。如以下圖： GC搜集器類型搜集器類型n串行搜集器串行搜集器(Serial Collector)-XX:+UseSerialGC：年輕代串行復制，：年輕代串行復制，老年代串行標志整理。注：目前已不老年代串行標志整理。注：目前已不運用如以下圖：運用如以下圖： n并行搜集器并行搜集器(Throughput Collector)-XX:+UseParallelGC：JDK5.0以上以上-serverLinux的的JD

8、K默許是默許是-server的默許值。的默許值。n 年輕代：暫停運用程序，多個渣滓搜集線程年輕代：暫停運用程序，多個渣滓搜集線程并行的復制搜集，線程數(shù)默以為并行的復制搜集，線程數(shù)默以為CPU個數(shù)，可個數(shù)，可用用-XX:ParallelGCThreads= 設定線程數(shù)。設定線程數(shù)。年老代：暫停運用程序，與串行搜集器一樣，年老代：暫停運用程序，與串行搜集器一樣，單渣滓搜集線程標志整理。單渣滓搜集線程標志整理。從上可知該搜集器需求從上可知該搜集器需求2+的的CPU時才會優(yōu)于時才會優(yōu)于串行搜集器。串行搜集器。如以下圖：如以下圖： n并發(fā)搜集器并發(fā)搜集器(Concurrent Low Pause Col

9、lector-CMS)-XX:+UseConcMarkSweepGC：這是以上兩種戰(zhàn)略：這是以上兩種戰(zhàn)略的晉級版。的晉級版。年輕代：同樣是暫停運用程序，多個渣滓搜集線程并年輕代：同樣是暫停運用程序，多個渣滓搜集線程并行的復制搜集。行的復制搜集。年老代：那么只需兩次短暫停，其他時間運用程序與年老代：那么只需兩次短暫停，其他時間運用程序與搜集線程并發(fā)的去除。搜集線程并發(fā)的去除。n對呼應時間要求高的效力器運用，應手工配置運對呼應時間要求高的效力器運用，應手工配置運用這種搜集器。重要用這種搜集器。重要n-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=68%配合配合運用，可以適當增

10、大此值。運用，可以適當增大此值。n如以下圖：如以下圖： n增量并發(fā)搜集器增量并發(fā)搜集器(Incremental Concurrent-Mark-Sweep/i-CMS)：在在CPU資源缺乏下運用資源缺乏下運用CMS。n即將問世的即將問世的Garbage First CollectionG1：JDK7.0，新的算法與宏大的，新的算法與宏大的性能提升。世界屬于搞性能提升。世界屬于搞C+的，也屬的，也屬于搞于搞Java的，但最終還是屬于搞的，但最終還是屬于搞C的的查看堆nmqq16_186:/resin-wapqq2019 jmap -heap 28146nAttaching to process

11、ID 28146, please wait.nDebugger attached successfully.nServer compiler detected.nJVM version is 11.2-b01nusing parallel threads in the new generation.nusing thread-local object allocation.nConcurrent Mark-Sweep GCnHeap Configuration:n MinHeapFreeRatio = 40n MaxHeapFreeRatio = 70n MaxHeapSize = 10485

12、76000 (1000.0MB)n NewSize = 262144000 (250.0MB)n MaxNewSize = 262144000 (250.0MB)n OldSize = 786432000 (750.0MB)n NewRatio = 7n SurvivorRatio = 8n PermSize = 21757952 (20.75MB)n MaxPermSize = 88080384 (84.0MB)nHeap Usage:nNew Generation (Eden + 1 Survivor Space):n capacity = 235929600 (225.0MB)n use

13、d = 38844960 (37.045440673828125MB)n free = 197084640 (187.95455932617188MB)n 16.464640299479168% usednEden Space:n capacity = 209715200 (200.0MB)n used = 37723976 (35.97638702392578MB)n free = 171991224 (164.02361297607422MB)n 17.98819351196289% usednFrom Space:n capacity = 26214400 (25.0MB)n used

14、= 1120984 (1.0690536499023438MB)n free = 25093416 (23.930946350097656MB)n 4.276214599609375% usednTo Space:n capacity = 26214400 (25.0MB)n used = 0 (0.0MB)n free = 26214400 (25.0MB)n 0.0% usednconcurrent mark-sweep generation:n capacity = 786432000 (750.0MB)n used = 43648992 (41.626922607421875MB)n

15、free = 742783008 (708.3730773925781MB)n 5.55025634765625% usednPerm Generation:n capacity = 21757952 (20.75MB)n used = 8176 (7.760215759277344MB)n free = 20776 (12.989784240722656MB)n 37.39863016519202% used查看線程n形狀n調(diào)用堆棧n輔助閱讀代碼n渣滓搜集線程n察看線程池大小nqq16_186:/resin-wapqq2019 jstack 28146 | moren2021-09-01 1

16、1:31:50nFull thread dump Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (11.2-b01 mixed mode):nAttach Listener daemon prio=10 tid=0 x00002aaaf5b08400 nid=0 x49db runnable 0 x0000000000000000.0 x0000000000000000n java.lang.Thread.State: RUNNABLEnNioProcessor-3 prio=10 tid=0 x00002aaaf44bb800 nid=0 x7a86 runnable

17、0 x0000000042b53000.0 x0000000042b53ca0n java.lang.Thread.State: RUNNABLEn at sun.nio.ch.EPollArrayWrapper.epollWait(Native Method)n at sun.nio.ch.EPollArrayWrapper.poll(EPollArrayWrapper.java:215)n at sun.nio.ch.EPollSelectorImpl.doSelect(EPollSelectorImpl.java:65)n at sun.nio.ch.SelectorImpl.lockA

18、ndDoSelect(SelectorImpl.java:69)n - locked (a sun.nio.ch.Util$1)n - locked (a java.util.Collections$UnmodifiableSet)n - locked (a sun.nio.ch.EPollSelectorImpl)n at sun.nio.ch.SelectorImpl.select(SelectorImpl.java:80)n at org.apache.mina.transport.socket.nio.NioProcessor.select(NioProcessor.java:68)n

19、 at org.apache.mina.core.polling.AbstractPollingIoProcessor$Processor.run(AbstractPollingIoProcessor.java:883)n at org.apache.mina.util.NamePreservingRunnable.run(NamePreservingRunnable.java:64)n at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.runTask(ThreadPoolExecutor.java:886)n at java.util.con

20、current.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:908)n at java.lang.Thread.run(Thread.java:619)npool-8-thread-12 prio=10 tid=0 x00002aaaf4197400 nid=0 x6f25 waiting on condition 0 x000000004264e000.0 x000000004264eda0n java.lang.Thread.State: WAITING (parking)n at sun.misc.Unsafe.park(N

21、ative Method)n - parking to wait for (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject)n at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:158)n at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await(AbstractQueuedSynchronizer.java:1925)n

22、at java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue.take(LinkedBlockingQueue.java:358)n at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:947)n at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:907)n at java.lang.Thread.run(Thread.java:619)nGang worker#0

23、(Parallel GC Threads) prio=10 tid=0 x0000000040118c00 nid=0 x6df4 runnable nGang worker#1 (Parallel GC Threads) prio=10 tid=0 x000000004011a400 nid=0 x6df5 runnable nGang worker#2 (Parallel GC Threads) prio=10 tid=0 x000000004011c000 nid=0 x6df6 runnable nGang worker#3 (Parallel GC Threads) prio=10

24、tid=0 x000000004011d800 nid=0 x6df7 runnable nConcurrent Mark-Sweep GC Thread prio=10 tid=0 x00002aaaf263b000 nid=0 x6df8 runnable 看對象數(shù)量nmqq16_186:/resin-wapqq2019 jmap -histo 28146 | headn num #instances #bytes class namen-n 1: 51463 53202176 Bn 2: 46612 39488368 Cn 3: 7853 10870384 In 4: 256 42071

25、92 Ljava.util.concurrent.ConcurrentHashMap$HashEntry;n 5: 51340 2875040 java.util.HashMap$KeyIteratorn 6: 12896 1594832 n 7: 12896 1554848 nmqq16_186:/resin-wapqq2019 jmap -histo 28146 | tailn 459: 1 16 java.util.Hashtable$EmptyIteratorn 460: 1 16 sun.reflect.GeneratedSerializationConstructorAccesso

26、r1n 461: 1 16 java.lang.ApplicationShutdownHooksn 462: 1 16 org.apache.mina.util.DefaultExceptionMonitorn 463: 1 16 java.lang.String$CaseInsensitiveComparatorn 464: 1 16 java.util.ResourceBundle$Controln 465: 1 16 sun.util.resources.LocaleData$LocaleDataResourceBundleControln 466: 1 16 java.URLClass

27、Loader$7n 467: 1 16 java.lang.reflect.ReflectAccessnTotal 433176 132451240參數(shù)調(diào)諧n一個一個Java進程的例如：進程的例如：n28146 /usr/local/jdk/bin/java n-Xss1m n-XX:ErrorFile=/usr/local/app/GeneralSessionServer/log/jvm_error.log n-Xmx1000m n-Xms1000m n-XX:NewSize=250m n-XX:MaxNewSize=250mn-XX:+UseConcMarkSweepGC n-XX:CMS

28、InitiatingOccupancyFraction=80 n-verbose:gc n-XX:+PrintGCDetails n-XX:+PrintGCDateStamps n-XX:+PrintGCTimeStamps n-XX:+PrintGCApplicationStoppedTime n-cp com.gss.server.GeneralSessionServern看看控制臺輸出：看看控制臺輸出：nTotal time for which application threads were stopped: 0.0292230 secondsnTotal time for which application threads were stopped: 0.0004750 secondsnTotal time for which application threads were stopped: 0.0001030 secondsn2021-08-28T17:23:46.336+0800: 656.703: GC 656.703: ParNew: 219248K-16582K(230400K), 0.0410220 secs 235238K-32571K(998400K), 0.0411500 secs