jvm内存模型

  • 程序计数器：每个线程都有独立的程序计数器，用来在线程切换后能恢复到正确的执行位置，各条线程之间的计数器互不影响，独立存储。
  • 虚拟机栈：JVM栈是线程私有的内存区域。它描述的是java方法执行的内存模型，每个方法执行的同时都会创建一个栈帧（Stack Frame）用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每个方法从调用直至完成的过程，都对应着一个栈帧从入栈到出栈的过程。每当一个方法执行完成时，该栈帧就会弹出栈帧的元素作为这个方法的返回值，并且清除这个栈帧，Java栈的栈顶的栈帧就是当前正在执行的活动栈，也就是当前正在执行的方法。就像是组成动画的一帧一帧的图片，方法的调用过程也是由栈帧切换来产生结果。
  • 本地方法栈：本地方法栈和虚拟机栈所发挥的作用是很相似的，它们之间的区别不过是虚拟机栈为虚拟机执行Java方法（字节码）服务，而本地方法栈则为虚拟机使用到的Native方法服务。Sun HotSpot 直接就把本地方法栈和虚拟机栈合二为一。
  • 堆：Heap是OOM故障最主要的发源地，它存储着几乎所有的实例对象，堆由垃圾收集器自动回收，堆区由各子线程共享使用；通常情况下，它占用的空间是所有内存区域中最大的，但如果无节制地创建大量对象，也容易消耗完所有的空间；堆的内存空间既可以固定大小，也可运行时动态地调整，通过参数-Xms设定初始值、-Xmx设定最大值。
  • 方法区：方法区是被所有线程共享的内存区域，用来存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、JIT（just in time,即时编译技术）编译后的代码等数据。运行时常量池是方法区的一部分，用于存放编译期间生成的各种字面常量和符号引用。通过反射获取到的类型、方法名、字段名称、访问修饰符等信息就是从方法区获取到的。在使用到CGLib对类进行增强时，增强的类越多，就需要越大的方法区类存储动态生成的Class信息，当存放方法区数据的内存溢出时，会报OutOfMemoryError异常。在jdk1.8中也就是Metaspace内存溢出，可以通过参数JVM参数-XX:MetaspaceSize和-XX:MaxMetaspaceSize设置Metaspace的空间大小。jdk1.8后方法区（Method Area）被元空间(Metaspace)代替。

jvm调优

1. 调优时机

  • heap 内存(老年代)持续上涨达到设置的最大内存值；
  • Full GC 次数频繁；
  • GC 停顿时间过长(超过1秒)；
  • 应用出现OutOfMemory 等内存异常；
  • 应用中有使用本地缓存且占用大量内存空间；
  • 系统吞吐量与响应性能不高或下降。

2. 调优原则

  • 多数的Java应用不需要在服务器上进行JVM优化；
  • 多数导致GC问题的Java应用，都不是因为我们参数设置错误，而是代码问题；
  • 在应用上线之前，先考虑将机器的JVM参数设置到最优(最适合)；
  • 减少创建对象的数量；
  • 减少使用全局变量和大对象；
  • JVM优化是到最后不得已才采用的手段；
  • 在实际使用中，分析GC情况优化代码比优化JVM参数更好；

3. 调优目标

  • GC低停顿；
  • GC低频率；
  • 低内存占用；
  • 高吞吐量；

4. 调优步骤：

  • 分析GC日志及dump文件，判断是否需要优化，确定瓶颈问题点；
  • 确定jvm调优量化目标；
  • 确定jvm调优参数(根据历史jvm参数来调整)；
  • 调优一台服务器，对比观察调优前后的差异；
  • 不断的分析和调整，知道找到合适的jvm参数配置；
  • 找到最合适的参数，将这些参数应用到所有服务器，并进行后续跟踪。