JVM简介

JVM全称是Java Virtual Machine，Java虚拟机，也就是在计算机上再虚拟一个计算机，主要是为了适应“一次编译，随处运行”的情况，JVM做了翻译，根据不同的CPU，翻译成不同的机器语言。

数据类型

Java虚拟机中，数据类型可以分为两类：基本类型和引用类型。

  • 基本类型包括：byte,short,int,long,char,float,double,Boolean,returnAddress
  • 引用类型包括：类类型，接口类型和数组。

堆与栈

  • 栈是运行时的单位，而堆是存储的单位。
  • 堆中存的是对象。栈中存的是基本数据类型和堆中对象的引用。一个堆中的对象对应了栈中一个4btye的引用
  • java是值传递还是引用传递：程序运行永远都是在栈中进行的，因而参数传递时，只存在传递基本类型和对象引用的问题。不会直接传对象本身，因此java是值传递。

基本垃圾回收算法

分代收集算法就是目前虚拟机使用的回收算法。虚拟机中的共划分为三个代：年轻代（Young Generation）、年老点（Old Generation）和持久代（Permanent Generation）。其中持久代主要存放的是Java类的类信息，与垃圾收集要收集的Java对象关系
不大。年轻代和年老代的划分是对垃圾收集影响比较大的。

年轻代:

所有新生成的对象首先都是放在年轻代的。年轻代的目标就是尽可能快速的收集掉那些生命周期短的对象。
年轻代分三个区。一个Eden区，两个Survivor区(一般而言)。大部分对象在Eden区中生成。当Eden区满时，还
存活的对象将被复制到Survivor区（两个中的一个），当这个Survivor区满时，此区的存活对象将被复制到另外
一个Survivor区，当这个Survivor去也满了的时候，从第一个Survivor区复制过来的并且此时还存活的对象，将
被复制“年老区(Tenured)”。需要注意，Survivor的两个区是对称的，没先后关系，所以同一个区中可能同时
存在从Eden复制过来 对象，和从前一个Survivor复制过来的对象，而复制到年老区的只有从第一个Survivor去
过来的对象。而且，Survivor区总有一个是空的。同时，根据程序需要，Survivor区是可以配置为多个的（多于
两个），这样可以增加对象在年轻代中的存在时间，减少被放到年老代的可能。

年老代:

在年轻代中经历了N次垃圾回收后仍然存活的对象，就会被放到年老代中。因此，可以认为年老代中存放的
都是一些生命周期较长的对象。

持久代:

用于存放静态文件，如今Java类、方法等。持久代对垃圾回收没有显著影响，但是有些应用可能动态生成或
者调用一些class，例如Hibernate等，在这种时候需要设置一个比较大的持久代空间来存放这些运行过程中新
增的类。持久代大小通过-XX:MaxPermSize=进行设置。

触发垃圾回收

Scavenge GC：

一般情况下，当新对象生成，并且在Eden申请空间失败时，就会触发Scavenge GC，对Eden区域进行GC，
清除非存活对象，并且把尚且存活的对象移动到Survivor区。然后整理Survivor的两个区。这种方式的GC是对
年轻代的Eden区进行，不会影响到年老代。因为大部分对象都是从Eden区开始的，同时Eden区不会分配的很
大，所以Eden区的GC会频繁进行。因而，一般在这里需要使用速度快、效率高的算法，使Eden去能尽快空闲
出来。

Full GC：

对整个堆进行整理，包括Young、Tenured和Perm。Full GC因为需要对整个对进行回收，所以比Scavenge
GC要慢，因此应该尽可能减少Full GC的次数。在对JVM调优的过程中，很大一部分工作就是对于FullGC的调
节。有如下原因可能导致Full GC：

  • 年老代（Tenured）被写满
  • 持久代（Perm）被写满
  • System.gc()被显示调用
  • 上一次GC之后Heap的各域分配策略动态变化

垃圾收集算法

串行处理器：

–适用情况：数据量比较小（100M左右）；单处理器下并且对响应时间无要求的应用。
–缺点：只能用于小型应用

并行处理器：

–适用情况：“对吞吐量有高要求”，多CPU、对应用响应时间无要求的中、大型应用。举例：后台处理、科学
计算。
–缺点：垃圾收集过程中应用响应时间可能加长

并发处理器：

–适用情况：“对响应时间有高要求”，多CPU、对应用响应时间有较高要求的中、大型应用。举例：Web服
务器/应用服务器、电信交换、集成开发环境。

常见配置汇总

堆设置堆设置

  • -Xms:初始堆大小
  • -Xmx:最大堆大小
  • -XX:NewSize=n:设置年轻代大小
  • -XX:NewRatio=n:设置年轻代和年老代的比值。如:为3，表示年轻代与年老代比值为1：3，年轻代占整个年
    轻代年老代和的1/4
  • -XX:SurvivorRatio=n:年轻代中Eden区与两个Survivor区的比值。注意Survivor区有两个。如：3，表示
    Eden：Survivor=3：2，一个Survivor区占整个年轻代的1/5
  • -XX:MaxPermSize=n:设置持久代大小

收集器设置

  • -XX:+UseSerialGC:设置串行收集器
  • -XX:+UseParallelGC:设置并行收集器
  • -XX:+UseParalledlOldGC:设置并行年老代收集器
  • -XX:+UseConcMarkSweepGC:设置并发收集器

垃圾回收统计信息

  • -XX:+PrintGC
  • -XX:+PrintGCDetails
  • -XX:+PrintGCTimeStamps
  • -Xloggc:filename

并行收集器设置

  • -XX:ParallelGCThreads=n:设置并行收集器收集时使用的CPU数。并行收集线程数。
  • -XX:MaxGCPauseMillis=n:设置并行收集最大暂停时间
  • -XX:GCTimeRatio=n:设置垃圾回收时间占程序运行时间的百分比。公式为1/(1+n)

并发收集器设置

  • -XX:+CMSIncrementalMode:设置为增量模式。适用于单CPU情况。
  • -XX:ParallelGCThreads=n:设置并发收集器年轻代收集方式为并行收集时，使用的CPU数。并行收集线程
    数。

JVM调优工具

Jconsole，jProfile，VisualVM

Jconsole : jdk自带，功能简单，但是可以在系统有一定负荷的情况下使用。对垃圾回收算法有很详细的跟踪。
详细说明参考这里

JProfiler：商业软件，需要付费。功能强大。详细说明参考这里

VisualVM：JDK自带，功能强大，与JProfiler类似。推荐。

参考书籍：
[深入java虚拟机]