JVM_基础

一时失言乱红尘 2021-10-06 04:08 322阅读 0赞

### JVM\_基础 ###

*  JVM参数
 *   *  标准参数
     *   *  \-D设置系统属性参数
         *  \-server与-client参数
     *  非标准参数 -X参数
     *   *  \-Xint、-Xcomp、-Xmixed 运行模式
     *  非标准模式 -XX参数（使用率较高）
 *  JVM参数调优
 *   *  关闭手动gc
     *  初始化/最大堆内存大小
     *  查看JVM默认运行参数
     *  jps-查看所有Java进程ID
     *  jinfo-查看指定进程应用JVM运行参数
     *  jstat-统计堆内存使用情况（使用率高）
 *  jmap-内存溢出分析
 *   *  查看内存使用情况
     *  内存使用情况dump到文件中
     *  jhat命令方式
     *  mat工具方式
 *  jstack-线程执行情况分析
 *   *  线程状态
     *  查询线程使用情况
 *  JVM内存模型
 *   *  JDK1.7
     *  JDK1.8

# JVM参数 #

在jvm中有很多的参数可以进行设置，这样可以让jvm在各种环境中都能够高效的运行。 绝大部分的参数保持默认即可。

## 标准参数 ##

\-help 、-version 、-D

### \-D设置系统属性参数 ###

1、运行指定参数

java ‐Dstr=123 TestJVM

2、代码获取方式

String str = System.getProperty("str");

### \-server与-client参数 ###

可以通过-server或-client设置jvm的运行参数。  
1、它们的区别是Server VM的初始堆空间会大一些，默认使用的是并行垃圾回收器，启动慢运行快。  
2、Client VM相对来讲会保守一些，初始堆空间会小一些，使用串行的垃圾回收器，它 的目标是为了让JVM的启动速度更快，但运行速度会比Serverm模式慢些。  
JVM在启动的时候会根据硬件和操作系统自动选择使用Server还是Client类型的 JVM。  
（1）32位操作系统 如果是Windows系统，不论硬件配置如何，都默认使用Client类型的JVM。 如果是其他操作系统上，机器配置有2GB以上的内存同时有2个以上CPU的话默 认使用server模式，否则使用client模式。  
（2）64位操作系统 只有server类型，不支持client类型。

java ‐client ‐showversion TestJVM

## 非标准参数 -X参数 ##

\-Xint 、-Xcomp  
查询可使用的非标准参数命令

C:\Users\vander>java -X
        -Xmixed           混合模式执行 (默认)
        -Xint             仅解释模式执行
        -Xbootclasspath:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件>
                          设置搜索路径以引导类和资源
        -Xbootclasspath/a:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件>
                          附加在引导类路径末尾
        -Xbootclasspath/p:<用 ; 分隔的目录和 zip/jar 文件>
                          置于引导类路径之前
        -Xdiag            显示附加诊断消息
        -Xnoclassgc       禁用类垃圾收集
        -Xincgc           启用增量垃圾收集
        -Xloggc:<file>    将 GC 状态记录在文件中 (带时间戳)
        -Xbatch           禁用后台编译
        -Xms<size>        设置初始 Java 堆大小
        -Xmx<size>        设置最大 Java 堆大小
        -Xss<size>        设置 Java 线程堆栈大小
        -Xprof            输出 cpu 配置文件数据
        -Xfuture          启用最严格的检查, 预期将来的默认值
        -Xrs              减少 Java/VM 对操作系统信号的使用 (请参阅文档)
        -Xcheck:jni       对 JNI 函数执行其他检查
        -Xshare:off       不尝试使用共享类数据
        -Xshare:auto      在可能的情况下使用共享类数据 (默认)
        -Xshare:on        要求使用共享类数据, 否则将失败。
        -XshowSettings    显示所有设置并继续
        -XshowSettings:all
                          显示所有设置并继续
        -XshowSettings:vm 显示所有与 vm 相关的设置并继续
        -XshowSettings:properties
                          显示所有属性设置并继续
        -XshowSettings:locale
                          显示所有与区域设置相关的设置并继续
    
    -X 选项是非标准选项, 如有更改, 恕不另行通知。

### \-Xint、-Xcomp、-Xmixed 运行模式 ###

1、-Xint解释模式(interpreted mode)下，-Xint标记会强制JVM执行所有的字节码，当然这 会降低运行速度，通常低10倍或更多。

2、-Xcomp参数与它（-Xint）正好相反，JVM在第一次使用时会把所有的字节码编译成 本地代码，从而带来大程度的优化。 然而，很多应用在使用-Xcomp也会有一些性能损失，当然这比使用-Xint损失的 少，原因是-xcomp没有让JVM启用JIT编译器的全部功能。JIT编译器可以对是否 需要编译做判断，如果所有代码都进行编译的话，对于一些只执行一次的代码就 没有意义了。

3、-Xmixed是混合模式，将解释模式与编译模式进行混合使用，由jvm自己决定，这是 jvm默认的模式，也是推荐使用的模式。

java  ‐showversion ‐Xint TestJVM

## 非标准模式 -XX参数（使用率较高） ##

主要用于jvm的调优和debug操作

# JVM参数调优 #

## 关闭手动gc ##

开启关闭手动gc操作

‐XX:+DisableExplicitGC

## 初始化/最大堆内存大小 ##

\-Xmx2048m：等价于-XX:MaxHeapSize，设置JVM大堆内存为2048M。  
\-Xms512m：等价于-XX:InitialHeapSize，设置JVM初始堆内存为512M。

java ‐Xms512m ‐Xmx2048m TestJVM

## 查看JVM默认运行参数 ##

java ‐XX:+PrintFlagsFinal

备注：值的操作符是=或:=，分别代 表默认值和被修改的值。

## jps-查看所有Java进程ID ##

jps -l

## jinfo-查看指定进程应用JVM运行参数 ##

jinfo ‐flags 6219 
    jinfo ‐flag MaxHeapSize 6219

## jstat-统计堆内存使用情况（使用率高） ##

Class类加载统计

jstat ‐class 6219

查看编译统计

jstat -compiler 6219

垃圾回收统计

jstat ‐gc 6219 1000 10

备注：  
S0C：第一个Survivor区的大小（KB） S1C：第二个Survivor区的大小（KB） S0U：第一个Survivor区的使用大小（KB） S1U：第二个Survivor区的使用大小（KB） EC：Eden区的大小（KB） EU：Eden区的使用大小（KB） OC：Old区大小（KB） OU：Old使用大小（KB） MC：方法区大小（KB） MU：方法区使用大小（KB） CCSC：压缩类空间大小（KB） CCSU：压缩类空间使用大小（KB） YGC：年轻代垃圾回收次数 YGCT：年轻代垃圾回收消耗时间 FGC：老年代垃圾回收次数 FGCT：老年代垃圾回收消耗时间 GCT：垃圾回收消耗总时间

# jmap-内存溢出分析 #

内存占用过高问题排查

## 查看内存使用情况 ##

C:\Users\vander>jmap -heap 3760
    Attaching to process ID 3760, please wait...
    Debugger attached successfully.
    Server compiler detected.
    JVM version is 25.31-b07
    
    using thread-local object allocation.
    Parallel GC with 10 thread(s)
    
    Heap Configuration:   #堆内存配置信息 
       MinHeapFreeRatio         = 0
       MaxHeapFreeRatio         = 100
       MaxHeapSize              = 4261412864 (4064.0MB)
       NewSize                  = 88604672 (84.5MB)
       MaxNewSize               = 1420296192 (1354.5MB)
       OldSize                  = 177733632 (169.5MB)
       NewRatio                 = 2
       SurvivorRatio            = 8
       MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB)
       CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)
       MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB
       G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB)
    
    Heap Usage:  # 堆内存的使用情况
    PS Young Generation  #年轻代
    Eden Space:
       capacity = 66584576 (63.5MB)
       used     = 28971920 (27.629776000976562MB)
       free     = 37612656 (35.87022399902344MB)
       43.511458269254426% used
    From Space:
       capacity = 11010048 (10.5MB)
       used     = 10993344 (10.48406982421875MB)
       free     = 16704 (0.01593017578125MB)
       99.84828404017857% used
    To Space:
       capacity = 11010048 (10.5MB)
       used     = 0 (0.0MB)
       free     = 11010048 (10.5MB)
       0.0% used
    PS Old Generation   #年老代
       capacity = 177733632 (169.5MB)
       used     = 2203432 (2.1013565063476562MB)
       free     = 175530200 (167.39864349365234MB)
       1.2397383518275258% used
    
    11586 interned Strings occupying 1033728 bytes.

\#查看所有对象，包括活跃以及非活跃的

jmap -histo 3760 | more

\#查看活跃对象

jmap -histo:live 3760 | more

## 内存使用情况dump到文件中 ##

jmap ‐dump:format=b,file=/tmp/dump.dat 3760

## jhat命令方式 ##

jhat ‐port 9999 /tmp/dump.dat    #浏览器访问

## mat工具方式 ##

MAT(Memory Analyzer Tool)，一个基于Eclipse的内存分析工具，是一个快速、功能丰 富的JAVA heap分析工具，它可以帮助我们查找内存泄漏和减少内存消耗。使用内存分析 工具从众多的对象中进行分析，快速的计算出在内存中对象的占用大小，看看是谁阻止 了垃圾收集器的回收工作，并可以通过报表直观的查看到可能造成这种结果的对象。

下载地址：：https://www.eclipse.org/mat/downloads.php

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE1NzY0OTQz_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
备注：‐XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 参数可以在内存溢出的情况下dump文件

# jstack-线程执行情况分析 #

死锁、死循环导致CPU负载过高问题排查。

## 线程状态 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE1NzY0OTQz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
1、初始态（NEW）  
创建一个Thread对象，但还未调用start()启动线程时，线程处于初始态。  
2、运行态（RUNNABLE），在Java中，运行态包括 就绪态 和 运行态。  
（1）就绪态 该状态下的线程已经获得执行所需的所有资源，只要CPU分配执行权就能运 行。 所有就绪态的线程存放在就绪队列中。  
（2）运行态 获得CPU执行权，正在执行的线程。 由于一个CPU同一时刻只能执行一条线程，因此每个CPU每个时刻只有一条 运行态的线程。  
3、阻塞态（BLOCKED）  
当一条正在执行的线程请求某一资源失败时，就会进入阻塞态。 而在Java中，阻塞态专指请求锁失败时进入的状态。 由一个阻塞队列存放所有阻塞态的线程。 处于阻塞态的线程会不断请求资源，一旦请求成功，就会进入就绪队列，等待执 行。  
4、等待态（WAITING）  
当前线程中调用wait、join、park函数时，当前线程就会进入等待态。 也有一个等待队列存放所有等待态的线程。 线程处于等待态表示它需要等待其他线程的指示才能继续运行。 进入等待态的线程会释放CPU执行权，并释放资源（如：锁）  
5、超时等待态（TIMED\_WAITING）  
当运行中的线程调用sleep(time)、wait、join、parkNanos、parkUntil时，就 会进入该状态； 它和等待态一样，并不是因为请求不到资源，而是主动进入，并且进入后需要其 他线程唤醒； 进入该状态后释放CPU执行权 和 占有的资源。 与等待态的区别：到了超时时间后自动进入阻塞队列，开始竞争锁。  
6、终止态（TERMINATED）  
线程执行结束后的状态。

## 查询线程使用情况 ##

jstack 3760 > s.txt

# JVM内存模型 #

## JDK1.7 ##

![在这里插入图片描述][20190504114437417.png]  
1、年轻代  
Young区被划分为三部分，Eden区和两个大小严格相同的Survivor区，其中， Survivor区间中，某一时刻只有其中一个是被使用的，另外一个留做垃圾收集时复制 对象用。  
2、年老区  
Tenured区主要保存生命周期长的对象，一般是一些老的对象，当一些对象在Young 复制转移一定的次数以后，对象就会被转移到Tenured区。  
3、永久区  
Perm代主要保存class,method,filed对象，这部份的空间一般不会溢出，除非一次性 加载了很多的类，不过在涉及到热部署的应用服务器的时候，有时候会遇到 java.lang.OutOfMemoryError : PermGen space 的错误，造成这个错误的很大原因 就有可能是每次都重新部署，但是重新部署后，类的class没有被卸载掉，这样就造 成了大量的class对象保存在了perm中，这种情况下，一般重新启动应用服务器可以 解决问题。

## JDK1.8 ##

![在这里插入图片描述][20190504115015963.png]  
1、堆内存  
（1）年轻代  
（2）年老区  
2、非堆内存  
Metaspace

备注：现实使用中，由于永久代内存经常不够用或发生内存泄露，爆出异常 java.lang.OutOfMemoryError: PermGen。基于此，将永久区废弃，而改用元空间，改为了使用本地内存空间。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE1NzY0OTQz_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20211006/00926d2249744b1cada476df6d192f71.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzE1NzY0OTQz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20211006/f4c9c70c71304376b38fd159c9f2ffa6.png
[20190504114437417.png]: /images/20211006/529a77de534e4208b246e0fb7c971d56.png
[20190504115015963.png]: /images/20211006/ab7973df37714ee68cab0c4b1ce7b371.png