JVM内存模型和垃圾收集ppt课件

1、JVM内存模型和渣滓搜集fanzhang 2021.08.31意义何在n内存和渣滓搜集对Java程序的性能起着至关重要的作用，特别是对效力器程序。n遭遇OOM？呼应速度慢？并发上不去？吞吐量不够？n内存和渣滓搜集是Java程序的OS。遍及问号的底层n堆？：根集合？、链构造、老的居底、从顶分配、可达性、活泼对象n栈在哪里？：主内存和任务内存？栈空间也要配置？n援用：强援用和弱援用？渣滓搜集不用援用计数用什么无法回收：树、子指向父？援用值会被改动？对象哈希值何时与之相关？堆堆HeapnJVM管理的内存叫堆Heap；32位Linux最大3G；64位无限制n初始-Xms：默许1/64但小于1G。最大-

2、Xmx：默许1/4但小于1G。n-Xms与-Xms设置一样值，对效力端运用来说要给足空间重要n最小空余-XX:MinHeapFreeRatio=40%。 最大空余-XX:MaxHeapFreeRatio=70%。堆的分代堆的分代Generationn堆分为三个代：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空间在大小上并没有计算在Heap空间之内如以下图： 年轻代年轻代Youngn年轻代采取复制搜集算法。分为3个区域：一个Eden，一切新建对象；两个Survivor区，用来实施复制算法。n-XX:NewRatio=Young:Old，

3、引荐1:3n-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize设置一样值，适当放大，减少GC重要n-XX:SurvivorRatio= Eden:1个Survivor，默许比例8，适当减小，防止老年化重要老年代老年代Oldn年轻代的对象挺过数次搜集，就会进入老年代。老年代运用标志整理算法。老年代存活时间长，不用复制算法。n-XX:MaxTenuringThreshold=年轻代熬过多少次搜集后进入老年代。耐久代耐久代Permanentn装载Class信息等根底数据nXX:MaxPermSize=64M，满了之后会引起一种不同类型的 OOM。类很多很多的程序，需求加大之，普通运用默许值即可。G

4、C的类型的类型nMinor Collection：对Young，复制算法，频率高。nMajor Collection：同时对Young和Old，也叫Full GC；Old频率要比Young低很多，采用标志去除/标志整理算法；System.gc()可以建议引发之，运用-XX:+DisableExplicitGC制止代码调用。nYoung的GC频繁，范围小，速度快，称之为Minor Collection。nEden+1Suvivor空间达阀值 - 挪动对象到to space - to space与from space互换角色 - 对象挪动次数到阀值就足够老了-Old。nSurvivor是Eden和

5、Old的缓冲区，为Old把关，减少Old的大小和GC频次，Suvivor缺乏会Old化。nOld的GC范围广，较慢，频率低称之为Major Collection(Full Collection)。n先Young GC，再Old GC。渣滓搜集算法渣滓搜集算法n复制复制(copying)：将堆内分成两个一样空间，：将堆内分成两个一样空间，从根开场访问每一个关联的活泼对象。从根开场访问每一个关联的活泼对象。n将空间将空间A的活泼对象全部复制到空间的活泼对象全部复制到空间B，然，然后一次性回收整个空间后一次性回收整个空间A。只访问活泼对象，遍历空间的本钱较小，但需只访问活泼对象，遍历空间的本钱较小，

6、但需求宏大的复制本钱和较多的内存，需求修正援求宏大的复制本钱和较多的内存，需求修正援用值。用值。n如以下图：如以下图： n标志去除标志去除(mark-sweep)：搜集器先从根开场：搜集器先从根开场访问一切活泼对象，标志为活泼对象。访问一切活泼对象，标志为活泼对象。n然后再遍历一次整个内存区域，把一切没然后再遍历一次整个内存区域，把一切没有标志活泼的对象进展回收处置。有标志活泼的对象进展回收处置。n遍历整个空间的本钱较大、暂停时间随空遍历整个空间的本钱较大、暂停时间随空间大小线性增大、整理后堆里的碎片很多。间大小线性增大、整理后堆里的碎片很多。n如以下图：如以下图： n标志整理标志整理(mar

7、k-sweep-compact)：综合了上述两者的做法和优点，先标志综合了上述两者的做法和优点，先标志活泼对象，然后将其合并成较大的内存活泼对象，然后将其合并成较大的内存块。如以下图：块。如以下图： GC搜集器类型搜集器类型n串行搜集器串行搜集器(Serial Collector)-XX:+UseSerialGC：年轻代串行复制，：年轻代串行复制，老年代串行标志整理。注：目前已不老年代串行标志整理。注：目前已不运用如以下图：运用如以下图： 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默许是默许是-server的默许值。的默许值。n 年轻代：暂停运用程序，多个渣滓搜集线程年轻代：暂停运用程序，多个渣滓搜集线程并行的复制搜集，线程数默以为并行的复制搜集，线程数默以为CPU个数，可个数，可用用-XX:ParallelGCThreads= 设定线程数。设定线程数。年老代：暂停运用程序，与串行搜集器一样，年老代：暂停运用程序，与串行搜集器一样，单渣滓搜集线程标志整理。单渣滓搜集线程标志整理。从上可知该搜集器需求从上可知该搜集器需求2+的的CPU时才会优于时才会优于串行搜集器。串行搜集器。如以下图：如以下图： n并发搜集器并发搜集器(Concurrent Low Pause Col

9、lector-CMS)-XX:+UseConcMarkSweepGC：这是以上两种战略：这是以上两种战略的晋级版。的晋级版。年轻代：同样是暂停运用程序，多个渣滓搜集线程并年轻代：同样是暂停运用程序，多个渣滓搜集线程并行的复制搜集。行的复制搜集。年老代：那么只需两次短暂停，其他时间运用程序与年老代：那么只需两次短暂停，其他时间运用程序与搜集线程并发的去除。搜集线程并发的去除。n对呼应时间要求高的效力器运用，应手工配置运对呼应时间要求高的效力器运用，应手工配置运用这种搜集器。重要用这种搜集器。重要n-XX:CMSInitiatingOccupancyFraction=68%配合配合运用，可以适当增

10、大此值。运用，可以适当增大此值。n如以下图：如以下图： n增量并发搜集器增量并发搜集器(Incremental Concurrent-Mark-Sweep/i-CMS)：在在CPU资源缺乏下运用资源缺乏下运用CMS。n即将问世的即将问世的Garbage First CollectionG1：JDK7.0，新的算法与宏大的，新的算法与宏大的性能提升。世界属于搞性能提升。世界属于搞C+的，也属的，也属于搞于搞Java的，但最终还是属于搞的，但最终还是属于搞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查看线程n形状n调用堆栈n辅助阅读代码n渣滓搜集线程n察看线程池大小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 看对象数量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 132451240参数调谐n一个一个Java进程的例如：进程的例如：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看看控制台输出：看看控制台输出：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