JVM内存模型深度剖析与优化

2020/06/14 Jvm Java 共 2181 字,约 7 分钟
似水似流年

序:

一个main方法执行所流转的过程,以及GC回收处理……必备知识点。

分析:

JDK体系结构:

Java语言跨平台特性

JVM整体结构及内存模型

JVM内存参数设置

  • Spring Boot程序的JVM参数设置格式(Tomcat启动直接加在bin目录下catalina.sh文件里):

    java‐Xms2048M‐Xmx2048M‐Xmn1024M‐Xss512K‐XX:MetaspaceSize=256M‐XX:MaxMetaspaceSize=256M‐jarmicroservice‐eurek a‐server.jar

  • 关于元空间的JVM参数有两个:-XX:MetaspaceSize=N和 -XX:MaxMetaspaceSize=N,对于64位JVM来说,元空间的默认初始大小是 21MB,默认的元空间的最大值是无限。
  • -XX:MaxMetaspaceSize: 设置元空间最大值, 默认是-1, 即不限制, 或者说只受限于本地内存大小。
  • -XX:MetaspaceSize: 指定元空间的初始空间大小, 以字节为单位,默认是21M,达到该值就会触发full gc进行类型卸载, 同时收集 器会对该值进行调整: 如果释放了大量的空间, 就适当降低该值; 如果释放了很少的空间, 那么在不超过-XX: MaxMetaspaceSize(如果设置了的话) 的情况下, 适当提高该值。
  • 由于调整元空间的大小需要Full GC,这是非常昂贵的操作,如果应用在启动的时候发生大量Full GC,通常都是由于永久代或元空间发生 了大小调整,基于这种情况,一般建议在JVM参数中将MetaspaceSize和MaxMetaspaceSize设置成一样的值,并设置得比初始值要大, 对于8G物理内存的机器来说,一般我会将这两个值都设置为256M。

  • StackOverflowError示例:
// JVM设置 ‐Xss128k(默认1M) publicclassStackOverflowTest{
 static int count = 0;
static void redo() { count++;
redo();
 
11 public static void main(String[] args) {
12 try{
13 redo();
14 } catch (Throwable t) {
15 t.printStackTrace();
16 System.out.println(count);
17 }
18 }
19 }
20
21 运行结果:
22 java.lang.StackOverflowError
23 at com.tuling.jvm.StackOverflowTest.redo(StackOverflowTest.java:12)
24 at com.tuling.jvm.StackOverflowTest.redo(StackOverflowTest.java:13)
25 at com.tuling.jvm.StackOverflowTest.redo(StackOverflowTest.java:13)
  • 结论:
    • -Xss设置越小count值越小,说明一个线程栈里能分配的栈帧就越少,但是对JVM整体来说能开启的线程数会更多
  • JVM内存参数大小该如何设置?
    • JVM参数大小设置并没有固定标准,需要根据实际项目情况分析,给大家举个例子
  • 结论: 通过上面这些内容介绍,大家应该对JVM优化有些概念了,就是尽可能让对象都在新生代里分配和回收,尽量别 让太多对象频繁进入老年代,避免频繁对老年代进行垃圾回收,同时给系统充足的内存大小,避免新生代频繁的进行垃 圾回收

琐碎知识点:

  • 一个方法对应一块栈帧的内存区域
  • 一个方法内部:
    • 局部变量表:
      • 存储变量值
    • 操作数栈:
      • 进行压栈-出栈操作。
      • FILO(first in last out) 先进后出 。
    • 动态链接:
      • 方法对应的位置,存储在此。
    • 方法出口:
      • 知道继续从下一步哪个方法去执行
  • main方法的局部变量表有一些不一样:
    • 存放的是堆的位置。
    • 对象的指针
  • 栈和帧的关系:
    • 栈里面存放的 都是 对象在堆里面的内存地址
  • 方法区:(元空间)
    • 放入方法中 ,即运行时常量区
    • 存放:静态常量值和静态变量值 和类信息
    • 方法区与堆之间的关系:
      • 方法区存放的 都是 对象再堆里面的内存地址
      • 堆和方法区是共享线程
  • 本地方法栈:
    • native修饰 底层C++实现
  • 栈、本地方法栈、程序计数器都是独立线程

  • new的对象 会先放在Eden区 后续GC回收
    • minor gc 垃圾收集
    • gc root根引用。 (一般直接或者间接的引用,有关联关系)
    • 一般反复循环15次处理后,会存放到老年代。这个分代年龄值可能不同
    • 静态对象会放入老年代中
    • full gc
      • 回收堆、回收方法区
    • 建议:生产环境设置元空间和扩容空间大小值一致
    • 关于full GC和Minor GC概念
  • JVM的STW机制 (stop the world)
    • 作用:停止用户线程。 会有影响性能。
    • 个人理解:再GC遍历过程中,突然线程结束了。所以触发这个机制,将遍历结果放入survivor中。再即系线程流转。
    • 相关概念参考地址
  • 字节码文件:
  • 方法再内存中占有一定的位置
  • 反汇编命令:
    • javap -c ***.class
    • javap -v **.class 详细输出
  • 参考Jvm指令手册
  • 程序计数器–可以理解为执行存储code的顺序值
  • 每次执行完毕后,字节码执行引擎会去修改它。记录指令行号。
  • 注意:程序计数器是独立线程的,不要混淆。

总结:

  • 学会指令方便实践了解JVM底层逻辑,而不是停留在概念层次上

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