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假期后来一波干货：一文理清JVM和GC

2021-04-07  本文已影响0人  码农很低调

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本文主要介绍 JVM和GC解析
如有需要，可以参考
如有帮助，不忘 点赞 ❥

创作不易，白嫖无义！

一、JVM内存体系

其中方法区和堆被JVM中多个线程共享，比如类的静态常量就被存放在方法区，供类对象之间共享。

虚拟机栈、本地方法栈、程序计数器是每个线程独立拥有的，不会与其他线程共享。

所以Java在通过new创建一个类对象实例的时候，一方面会在虚拟机栈中创建一个对该对象的引用，另一方面会在堆上创建类对象的实例，然后将对象引用指向该对象的实例。对象引用存放在每一个方法对应的栈帧中。

假期后来一波干货：一文理清JVM和GC

二、JAVA8之后的JVM

从图中我们可以看出JAVA8的JVM 用元空间取代了永久代

假期后来一波干货：一文理清JVM和GC 假期后来一波干货：一文理清JVM和GC image.png

三、GC作用域

假期后来一波干货：一文理清JVM和GC

四、常见垃圾回收算法

引用计数法：

JVM的实现一般不采用这种方式

假期后来一波干货：一文理清JVM和GC

缺点：

复制算法：

Java 而从GC的角度可以细分为：新生代（Eden区、From Survivor区 和 To Survivor区）和 老年代。
特点：
复制算法不会产生内存碎片，但会占用空间。用于新生代。

image.png

MinorGC的过程（复制 --> 清空 --> 互换）：

  1. 复制： （Eden、SurvivorFrom 复制到 SurvivorTo，年龄加1）
    首先，当Eden区满的时候会触发第一次GC，把还活着的对象拷贝到SurvivorFrom区，当Eden区再次触发GC的时候会扫描Eden区域和From区域，对这两个区域进行垃圾回收，经过这次回收后还存活的对象，则直接复制到To区域（如果有对象的年龄已经到达了老年的标准，则复制到老年代区），同时把这些对象的年龄加1。
  2. 清空：（清空Eden、SurvivorFrom）
    清空Eden和SurvivorFrom中的对象，也即复制之后有交换，谁空谁是to。
  3. 互换：(SurvivorTo和SurvivorFrom 互换)
    最后，SurvivorTo和SurvivorFrom 互换，原SurvivorTo成为下一次GC是的SurvivorFrom区。

标记清除法

算法分成标记和清除两个阶段，先标记出要回收的对象，然后统一回收这些。
特点：
不会占用额外空间，但会扫描两次，耗时，容易产生碎片，用于老年代

假期后来一波干货：一文理清JVM和GC

标记压缩法

优点：
没有内存碎片，可以利用bump
缺点：
需要移动对象的成本，用于老年代
原理：

标记：与标记清除一样

image.png

压缩：再次扫描，并往一段滑动存活对象

假期后来一波干货：一文理清JVM和GC

五、判断对象是否可回收

引用计数法

Java中，引用和对象是有关联的。如果要操作对象则必须用引用进行。
因此，很显然的一个方法就是通过引用计数来判断一个对象是否可以回收。简单来说就是给对象添加一个引用计数器。每当有一个地方引用它，计数器的值加1，每当有一个引用失效时，计数器的值减1。
任何时刻计数器值为0的对象就是不可能再被使用的，那么这个对象就是可回收对象。
缺点：

很难解决对象之间相互循环引用的问题

枚举根节点做可达性分析(根搜索路径)

所谓GC roots或者说tracing GC 的 根集合 就是一组必须活跃的引用。
基本思路就是通过一系列名为GC Root 的对象作为起始点，从这个被称为GC Roots的对象开始向下搜索。

如GC Roots没有任何引用链相连是，则说明此对象不可用。也即给定一个集合的引用作为根出发，通过引用关系

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哪些可以做GCRoots对象

六、JVM的参数类型

1）标配参数

image.png

2）X参数

假期后来一波干货：一文理清JVM和GC

3）XX参数

-XX：+ 或者 - 某个属性值（+：表示开启，-：表示关闭）
例子：
-XX: +PrintGCDetails： 开启打印GC收集细节
-XX: -PrintGCDetails： 关闭打印GC收集细节
-XX: +UseSerialGC： 开启串行垃圾收集器
-XX: -UseSerialGC：关闭串行垃圾收集器

-XX: 属性key = 属性value
例子：
-XX: MetaspaceSize = 128m：设置元空间大小为128m
-XX:MaxTenuringThreshold = 15：控制新生代需要经历多少次GC晋升到老年代中的最大阈值

公式：jinfo -flag 配置项 进程编号
例子：

  1. 查看初始堆大小：
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2.查看其他参数

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3.查看使用哪种垃圾回收器

假期后来一波干货：一文理清JVM和GC

两个经典参数

七、查看JVM默认值

java -XX: +PrintFlagsInitial -version

java -XX: +PrintFlagsInitial

假期后来一波干货：一文理清JVM和GC 假期后来一波干货：一文理清JVM和GC

八、常用的配置参数

经典案例设置：
-Xms128m -Xmx4096m -Xss1024k -XX:Metaspacesize=512m -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:PrintGCDetails -XX:UseSerialGC

初始化大小内存，默认为物理内存1/64
等价于 -XX:InitialHeapSize

最大分配内存，默认为物理内存1/4
等价于 -XX:MaxHeapSize

设置单个线程的大小，一般默认为5112K~1024K
等价于 -XX:ThreadStackSize

设置年轻代大小

设置元空间大小

元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现，不过元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。因此，默认情况下，元空间的大小仅受本地内存限制。

输出详细的GC收集日志信息

设置新生代中eden和S0/S1空间的比例
默认：
-XX:SurvivorRatio=8 --> Eden:S0:S1=8:1:1
修改：
-XX:SurvivorRatio=4 --> Eden:S0:S1=4:1:1
SurvivorRatio值就是设置eden区的比例占多少，S0/S1相同

设置年轻代与老年代在堆结构的占比
默认：
-XX:NewRatio=2： 新生代占1，老年代占2，年轻代占整个堆的1/3
修改：
-XX:NewRatio=4： 新生代占1，老年代占4，年轻代占整个堆的1/5
NewRatio值就是设置老年代的占比，剩下的1给新生代

设置垃圾最大年龄
-XX:MaxTenuringThreshold=0：设置垃圾最大年龄。

如果设置为0的话，则年轻代对象不经过Survivor区，直接进入老年代。对于老年代比较多的应用，可以提高效率。如果将此值设置为一个较大值，则年轻代对象会在Survivor区进行多次复制，这样可以增加对象在年轻代的存活时间，增加年轻代被回收的概论。

九、强软弱虚

假期后来一波干货：一文理清JVM和GC 假期后来一波干货：一文理清JVM和GC

1）强引用

public static void main(String[] args) {
        Object o1 = new Object();   //默认为强引用
        Object o2 = o1;     //引用赋值
        o1 = null;          //置空 让垃圾收集
        System.gc();
        System.out.println(o1);     // null
        System.out.println(o2);     // java.lang.Object@1540e19d
    }
复制代码

2）软引用

    public static void main(String[] args) {
        Object o1 = new Object();
        SoftReference softReference = new SoftReference(o1);
        o1 = null;
        System.gc();
        System.out.println(o1);
        System.out.println(softReference.get());
    }
复制代码

3）弱引用

    public static void main(String[] args) {
        Object o1 = new Object();
        WeakReference weakReference = new WeakReference(o1);
        o1 = null;
        System.gc();
        System.out.println(o1);                     //null
        System.out.println(weakReference.get());    //null
    }
复制代码

5）虚引用

public static void main(String[] args) {
        Object o1 = new Object();
        ReferenceQueue<Object> referenceQueue = new ReferenceQueue<>();
        PhantomReference<Object> phantomReference = new PhantomReference<>(o1,referenceQueue);
        System.out.println(o1);                         //java.lang.Object@1540e19d
        System.out.println(phantomReference.get());     //null
        System.out.println(referenceQueue.poll());      //null
    }
复制代码

扩展：软弱引用适用场景

假如有一个引用需要读取大量的本地图片
存在问题：

  1. 如果每次读取图片都从硬盘读取则会严重影响性能。
  2. 如果一次性全部加载到内存中有可能造成内存溢出。

解决思路：
用一个HashMap来保存图片的路径和相应图片对象关联的软引用之间的映射关系，在内存不足时，JVM会自动回收这些缓存图片对象所占用的空间，从而有效地避免了OOM的问题。
Map<String,SoftReference> imgMap = new HashMap<String,SoftReference>()

WeakHashMap：

public static void main(String[] args) {
        WeakHashMap<Integer,String> weakHashMap = new WeakHashMap<>();
        Integer key = new Integer(1);
        weakHashMap.put(key,"测试1");
        System.out.println(weakHashMap);    //{1=测试1}
        key=null;
        System.out.println(weakHashMap);    //{1=测试1}
        System.gc();
        System.out.println(weakHashMap+"\t"+weakHashMap.size());    //{} 0
    }
复制代码
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看完不赞，都是坏蛋

原文链接：
https://juejin.cn/post/6844904116272136200

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