02_JVM

1、JVM虚拟机组成及内存分配

三大部分:

  1. 类装载子系统
  2. JVM虚拟机
  3. 字节码执行引擎

其中,JVM虚拟机运行时数据区(内存模型)包含五部分:堆、栈(线程)、方法区(元空间)、本地方法栈、程序计数器。

  • 堆:对象等,
  • 栈:方法等,
  • 方法区:常量、静态变量、类信息
  • 本地方法栈:native修饰的方法、接口,C++实现
  • 程序计数器:记录线程下一次该执行的位置

其中:

  • 所有线程共享:堆、方法区
  • 线程私有:栈、本地方法栈、程序计数器

字节码执行引擎负责为程序计数器的下一个执行位置做更新。

字节码执行引擎负责垃圾收集线程。

一个方法对应的帧栈中包括:

  1. 局部变量表
  2. 操作数栈
  3. 动态链接
  4. 方法出口

2、GC垃圾回收机制解析

定位到 GC Roots根节点------可达性分析算法

2.1 gc时内部逻辑:

  • Eden space:伊甸园区,属于年轻代区。gc时判断存在引用则移动到survivor区。此处无引用,gc,属于minor gc。
  • Survivor:属于年轻代,有survivor0、survivor1两部分,一次gc引用判断之后,如果还有引用,年龄+1,从0区移动到1区。
  • Old Gen:老年代,存活时间很久的对象(有些判断逻辑下根据一批对象的内存大小超过一定大小,比如60%直接从Eden移动到老年代)。survivor区中的年龄达到15时,移动到此,当此处内存已满,无法继续向此处移动时,内存溢出,OOM。需要full gc,即干掉这块内存占用。

其中,Eden区与survivor区内存占比8:1。

常用jvm调优工具:

  • jmap
  • jstack
  • Jinfo
  • jvisualvm
  • JConsole
  • 近年国内热门好用:阿里巴巴Arthas

2.2 调优工具:阿里巴巴Arthas详解:

Arthas 是一款线上监控诊断产品,通过全局视角实时查看应用 load、内存、gc、线程的状态信息,并能在不修改应用代码的情况下,对业务问题进行诊断,包括查看方法调用的出入参、异常,监测方法执行耗时,类加载信息等,大大提升线上问题排查效率。官方文档十分详细,地址:https://arthas.aliyun.com/doc/

可以在线解决生产问题。无需 JVM 重启,无需代码更改。 Arthas 作为观察者永远不会暂停正在运行的线程。

Arthas(阿尔萨斯)能做什么?

帮助解决以下问题:

  1. 这个类从哪个jar包加载到?为什么会报各种类相关的Exception?
  2. 我改的代码为什么没有执行到?难道是没commit?分支搞错了?
  3. 遇到问题无法线上debug,难道只能通过加日志再重新发布?
  4. 线上遇到某个用户的数据处理有问题,但线上无法debug,线上无法复现!
  5. 是否有一个全局视角来查看系统的运行状况?
  6. 有什么办法可以监控到JVM的实时运行状态?
  7. 怎么快速定位到应用的热点,生成火焰图?
  8. 怎样直接从JVM内查找某个类的实例?

版本:支持 JDK 6+(4.x 版本不再支持 JDK 6 和 JDK 7),支持 Linux/Mac/Windows,采用命令行交互模式,同时提供丰富的 Tab 自动补全功能,进一步方便进行问题的定位和诊断。

2.3 JVM调优的最终目的------减少STW

STW:stop the world,停顿影响。GC操作会暂停用户线程,如果出现次数频繁或者操作耗时,影响性能。所以JVM调优的目的是为了减少SWT的影响,从而卡顿减少、提升性能。

3.常用GC机制的特征

  • G1:部分回收,STW时间设置后,在设置的时间内回收,然后继续,避免堆内存比较大时GC的STW过久。
  • Parallel:jdk8默认回收机制,一次性回收。
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