javadump分析工具 内存占用

JVM：

是Java程序运行的平台，它是Java语言的核心部分。JVM负责解释和执行Java字节码，并提供了一种独立于平台的运行环境。

编写一次，到处运行。

JVM组成：

1. 类加载器（Class Loader）：负责将编译好的Java字节码加载到JVM中。
2. 字节码解释器（Bytecode Interpreter）：将字节码解释为机器码并执行。
3. 即时编译器（Just-In-Time Compiler，JIT）：将频繁执行的字节码编译为本地机器码，以提高执行速度。
4. 垃圾回收器（Garbage Collector）：自动回收不再使用的内存，释放资源。
5. 运行时数据区域（Runtime Data Area）：包括堆、栈、方法区等内存区域，用于存储类和对象的数据。
6. 异常处理机制（Exception Handling）：处理程序中的异常情况。
7. 多线程支持（Multithreading Support）：提供多线程并发执行的能力。
8. 安全机制（Security）：保障Java程序的安全性，防止恶意代码的执行。

 什么是程序计数器？

线程私有的，每个线程一份，内部保存的字节码的行号。用于记录正在执行的字节码指令的地址。

JAVA堆：

线程共享的区域：主要用来保存对象实例、数组等，当堆中没有内存空间可分配给实例，也无法再扩展时，则抛出OutOfMemoryError异常。

年轻代被划分为三个部分，Eden区和两个大小严格相同的Survivor区，根据JVM的策略，在经过几次垃圾收集后，仍然存活于Survivor的对象将被移动到老年代区间。

老年代主要保存生命周期长的对象，一般都是一些老的对象。

元空间：存储的是类信息、静态变量、常量、编译后的代码

jkd1.7和1.8堆的区别：

        1.7中有一个永久代，存储的是类信息、静态变量、常量、编译后的代码

        1.8移除了永久代，把数据存储到了本地内存的元空间中，防止内存溢出

什么是虚拟机栈：

        每个线程运行时所需要的内存，称为虚拟机栈，先进后出

        每个栈由多个栈帧(frame)组成，对应着每次方法调用时所占用的内存

        每个线程只能有一个活动栈帧，对应着正在执行的那个方法

1.垃圾回收是否涉及栈内存？

        垃圾回收主要指就是堆内存，当栈弹栈以后，内存就会释放

2.栈内存分配越大越好么？

        未必，默认的栈内存通常为1024K，栈帧过大会导致线程数变少。

3.方法内的局部变量是否线程安全？

如果方法内局部变量没有逃离方法的作用范围，它是线程安全的

如果是局部变量引用了对象，并逃离方法的作用范围，需要考虑线程安全

 栈内存溢出情况：

        栈帧过多导致栈内存溢出，典型问题：递归调用

        栈帧多大导致栈内存溢出

        

堆栈的区别是什么？

        栈内存一般会用来存储局部变量和方法调用，但堆内存是用来存储java对象和数组的。堆会GC垃圾回收，而栈不会。

        栈内存是线程私有的，而堆内存是线程共有的。

        两者异常错误不同，但如果栈内存或堆内存不足都会抛出异常

        栈空间不足：java.lang.StackOverFlowError

        堆空间不足：java.lang.OutOfMemoryError

方法区/元空间： 

        方法区是各个线程共享的内存区域

        主要存储类的信息、运行时常量池

        虚拟机启动的时候创建，关闭虚拟机时释放

        如果方法区域中的内存无法满足分配请求，则会抛出OutOfMemooryError：Metaspace

常量池：

可以看作是一张表，虚拟机指令根据这张常量表找到要执行的类名、方法名、参数类型、字面量信息

运行时常量池：

*.class文件中的，当该类被加载，它的常量池信息就会放入运行时常量池，并把里面的符号地址变为真实地址。

 直接内存：

        并不属于JVM中的内存结构，不由JVM进行管理。是虚拟机的系统内存

        常见于NIO操作时，用于数据缓冲区，分配回收成本较高，但读写性能高，不受JVM内存回收管理

 类加载器：

将字节码文件加载到JVM中，从而让程序能够启动起来

4种类加载器：

        启动类加载器（BootstrapClassloader）：用C++编写，是JVM自带的类加载器；负责加载Java的核心类库。（该加载器无法直接获取）

        扩展类加载器（ExtClassloader）：负责加载/jre/lib/ext目录下的jar包

        应用类加载器（AppClassloader）：负责加载java -classpath或-D java.class.path所指的目录下的类与jar包。（最常用的加载器）

        自定义加载器（CustomizeClassLoader）：自定义类继承ClassLoader，实现自定义类加载规则

 什么是双亲委派模型：

        加载某一个类，先委托上一级的加载器进行加载，如果上级加载器也有上级，则会继续向上委托，如果该委托上级没有被加载，子加载器尝试加载该类

        JVM为什么采用双亲委派机制

                通过双亲委派机制可以避免某一个类被重复加载，当父类已经加载后则无需重复加载，保证唯一性

                为了安全，保证类库API不会被修改

类装载的执行过程：

                加载：查找和导入class文件

                验证：保证加载类的准确性

                准备：为类变量分配内存并设置类变量初始值

                解析：把类中的符号引用转换为直接引用

                初始化：对类的静态变量，静态代码执行初始化操作

                （1.首次访问这个类的静态变量或静态方法时，父类初始化

                    2.子类初始化，如果父类还没初始化，会引发父类先初始化

                    3.子类访问父类静态变量，只触发父类初始化）

                使用：JVM开始从入口方法开始执行用户的程序代码

                卸载：当用户程序代码执行完毕后，JVM便开始销毁创建的Class对象

垃圾回收：

        对象什么时候可以被垃圾回收器回收：

                如果一个或多个对象没有任何的引用指向它了，那么这个对象现在就是垃圾，如果定位了垃圾，则有可能会被垃圾回收器回收

引用计数法，第二个是可达性分析算法。

        

        JVM垃圾回收算法：

            标记清除算法：

标记和清除：

                1.根据可达性分析算法得出的垃圾进行标记

                2.对这些标记为可回收的内容进行垃圾回收

        标记整理算法：

                优缺点同标记清除算法，解决了标记清除算法的碎片化的问题，同时，标记压索算法多了一步，对象移动内存位置的步骤，其效率也有一定的影响

         复制算法：

        

 JVM中的分代回收：

        分代收集算法：

        

 

JVM有哪些垃圾回收器：

         

G1垃圾回收器：

 

强引用、软引用、弱引用、虚引用 

强引用：只要所有GC Roots能找到，就不会被回收

软引用：需要配合SoftReference使用，当垃圾多次回收，内存依然不够的时候会回收软引用对象

弱引用：需要配合WeakReference使用，只要进行了垃圾回收，就会把弱引用对象回收

虚引用：必须配合引用队列使用，被引用对象回收时，会将虚引用入队，由Reference Handler线程调用虚引用相关方法释放直接内存 

       

JVM调优：

参数设置：

war包部署在tomcat中设置

修改TOMCAT_HOME/bin/catalina.sh文件

 jar包部署在启动参数设置

通常在linux系统下直接参加参数启动springboot项目

nohup java -Xms512m -Xmx1024m -jar xxxx.jar --spring.profiles.active=prod &

nohup：用于在系统后台不挂断地运行命令，退出终端不会影响程序的运行

&：让命令在后台执行，终端退出后命令仍旧执行

JVM调优的参数有哪些：

        设置堆空间的大小：

                设置堆的初始大小和最大大小，为了防止垃圾收集器在初始大小、最大大小之间收缩堆而产生额外的时间，通常把最大、初始大小设置为相同的值。

 堆空间设置多少合适？

        最大大小的默认值是物理内存的1/4，初始大小是物理内存的1/64

stw，暂停用户线程

        堆内存大肯定是好的，存在风险，假如发生了fullgc，它会扫描整个堆空间，暂停用户线程的时间长

        设置参考推荐：尽量大，也要考察一下当前计算机其他程序的内存使用情况

虚拟机栈的设置：

        每个线程默认会开启1M的内存，用于存放栈帧、调用参数、局部变量等，但一般256K就够用。通常减少每个线程的堆栈，就可以产生更多的线程，但这实际上还受限于操作系统。

-Xss 对每个线程stack大小的调整，-Xss128k

年轻代中Eden区和两个Survivor区的大小比例

设置年轻代中Eden区和两个Survivor区的大小比例，默认比例是8：1：1.

年轻代晋升老年代阈值

默认为15

取值范围0-15 

设置垃圾回收收集器：

通过增大吞吐量提高系统性能，可以通过设置并行垃圾回收收集器

JVM调优工具： 

        命令工具：

                jps 进程状态信息

                jstack 查看java进程内线程的堆栈信息

                jmap  查看堆转信息

                jhat    堆转储快照分析工具

                jstat JVM统计检测工具

        可视化工具

                jconsole 用于对jvm的内存，线程，类的监控

                VisualVM 能够监控线程，内存情况

JAVA内存泄露排查思路

内存泄露通常是指堆内存，通常是指一些大对象不被回收的情况

1.通过jmap指定打印他的内存快照dump

        使用jmap命令获取运行中程序的dump文件

        jmap -dump：format=b，file=head.hprof pid

        使用vm参数获取dump文件

        -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

        -XX:HeapDumpPath=/home/app/dumps/

2.通过工具，VisualVM去分析dump文件，VisualVM可以加载离线的dump文件

3.通过查看堆信息的情况，可以大概定位内存溢出时哪行代码出了问题

4.找到对应的代码，通过阅读上下文的情况，进行修复即可。

CPU飙高的排查方案思路：

1.使用top命令查看占用cpu的情况

2.通过top命令查看后，可以查看时哪一个进程占用cpu较高

3.查看进程中的线程信息

ps H -eo pid,tid,%cpu | grep 40940

 4.可以根据线程id找到有问题的线程，进一步定位到问题代码的源码行号

        jstack 40940