《性能调优之JVM》??02JVM内存模型深度剖析与优化
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前言
一、JDK体系结构与跨平台特性
JDK体系结构
- JDK： JDK提供了编译、运行Java程序所需的各种资源和工具；包括Java编译器，Java运行时环境【JRE】；开发工具包括编译工具(javac.exe) 打包工具(jar.exe)等；
- JRE： 即JAVA运行时环境，JVM就是包括在JRE中，以及常用的JAVA类库等；
- JVM： Java虚拟机，负责运行java程序的机器；
- SDK： SDK是基于JDK进行扩展的，是解决企业级开发的工具包。如JSP、JDBC、EJB等就是由SDK提供的 ；
跨平台特性：java语言编写的程序，一次编译后，可以在多个系统平台上运行。
实现原理：Java程序是通过java虚拟机在系统平台上运行的，只要该系统可以安装相应的java虚拟机，该系统就可以运行java程序。
二、JVM内存模型深度剖析
JVM中由内存模型、类装载子系统、字节码执行引擎组成。
JVM内存模型有本地方法栈、虚拟机栈、程序计数器、堆、方法区。
JVM内存分为共享区（可以被所有线程直接访问）和私有区（对线程来说是私有的，其他线程无法直接访问）。
在共享区里包含着堆和方法区，在私有区里包含着程序计数器、虚拟机栈和本地方法栈。
程序计数器PC：是一个行号计数器，程序在进行跳转时，我们要记住跳转的行号，它方便我们的程序进行还原。
虚拟机栈：包含了Java方法执行时的状态，每一个Java方法都会在虚拟机栈里面创建一个栈帧，里面存放局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等。
本地方法栈：跟虚拟机栈类型，在用于调用操作系统的底层方法时才会创建栈帧。
堆：用来保存着Java程序运行时的变量，比如new的对象。
方法区：则保存着静态的东西，比如静态变量、常量、类的信息、方法的申明等。
局部变量表：存放局部变量的空间，存放对象在堆中的内存地址。
操作数栈：程序在运行过程中，进行运算操作的临时存储空间。
动态链接：存放着方法在方法区的入口地址。
方法出口：记录着方法执行的线程位置，为了执行完方法后可以回到原来的位置 ，还存着返回值。
三、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 ‐jar microservice‐eurek a‐server.jar
关于元空间的JVM参数有两个：-XX:MetaspaceSize和 -XX:MaxMetaspaceSize
-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： 指定元空间触发Fullgc的初始阈值， 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
一般建议将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，一般将这两个值都设置为256M。
‐Xss128k(默认1M)
-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。
四、Gc Root
Gc Root是根对象，从这些节点开始向下搜索引用的对象，找到的对象被标记为非垃圾对象，其余未标记的对象都是垃圾对象。
Gc Root根节点：栈中的本地变量、?法区中的静态变量、本地?法栈中的变量、正在运行的线程等。
五、STW机制
STW：stop the word ，当JAVA进行Gc时，会停止用户线程，对用户体验很不好。
full gc比minor gc的时间要长。
六、JVM为什么要使用STW？
反证法，Gc要进行垃圾回收，先找Gc Root，然后找非垃圾对象。
如果没有STW，用户线程将一直执行。Gc在线程执行的过程中找了非垃圾对象，然后线程结束，内存空间都被释放了，栈帧弹出，Gc Root已经没了，之前找的非垃圾已经全变成垃圾了。