第二章-JVM线上案例分析

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JVM垃圾回收时如何确定垃圾？

什么是垃圾

简单的说就是内存中已经不再被使用到的空间就是垃圾。

要进行垃圾回收，如何判断一个对象是否可以被回收？

  1. 引用计数法

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  2. 枚举根节点做可达性分析（根搜索路径）

    image-20191107135052329

    案例：

    image-20191107135119813

    Java中可以作为GCRoots的对象：

    • 虚拟机栈 （栈帧中本地变量）中引用的对象
    • 方法区中类静态属性引用的对象
    • 方法区中常量引用的对象
    • 本地方法栈中JNI（Native）引用的对象

如何盘点查看JVM默认值

JVM的参数类型

标配参数

  • -version
  • -help
  • java -showversion

X参数

  • -Xint：解释执行
  • -Xcomp：第一次使用就编译成本地代码
  • -Xmixed：混合模式

XX参数

  1. Boolean类型

    公式：-XX:+或者-某个属性值

    是否打印GC回收细节：-XX:+PrintGCDetails

    是否使用串行垃圾回收器：-XX:+PrintCommandLineFlags

  2. KV设值类型

    公式：-XX:属性key=属性值value

    案例：

    -XX:MetaspaceSize=128m

    -XX:MaxTernuringThreshold

  3. 其它

    ​ image-20191107135529325

盘点家底查看JVM默认值

  1. -XX:+PrintFlagsInital

    查看初始默认值。

    公式：

    • java -XX:+PrintFlagsInital version
    • java -XX:+PrintFlagsInital

    案例：

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  2. -XX:+PrintFlagsFinal

  3. PrintFlagsFinal举例，运行java的同时打印参数

  4. -XX:+PrintCommandLineFlags

    查看默认垃圾收集器。

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工作用过的JVM常用基本配置参数

基础知识复习

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常用参数

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典型设置案例：

-Xms128m -Xmx4096 -Xss1024k -XX:MetaspaceSize=512m -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseSerialGC

强、弱、软、虚引用分别是什么？

整体架构

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强引用（默认支持模式）

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案例：

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软引用

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案例：

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弱引用

案例：

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软引用与弱引用适用场景：

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你知道弱引用，能谈谈WeakHashMap吗

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虚引用

GCRoots和四大引用总结

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谈谈你对OMM的认识

  1. java.lang.StackOverFlowExceptioin

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  2. java.lang.OutOfMemoryException：Java heap space

    image-20191107140949807

  3. java.lang.OutOfMemoryException：GC overhead limit exceeded

    image-20191107140959835

  4. java.lang.OutOfMemoryException：Direct buffer memory

    image-20191107141011179

  5. java.lang.OutOfMemoryException：unable to create new native thread

    image-20191107141021808

    服务器级别参数调优：

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  6. java.lang.OutOfMemoryException：Metaspace

    Java以后的JVM：

    image-20191107141056572

    案例：

    image-20191107141122690

GC回收算法与垃圾回收器的关系？

  1. GC算法(引用计数/复制/标清/标整)是内存回收的方法论，垃圾收集器就是算法落地实现。

  2. 因为目前为止还没有完美的收集器出现，更加没有万能的收集器，只是针对具体应用最合适的收集器，进行分代收集

  3. 4种主要的垃圾收集器

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    image-20191107141234365

生产上你是如何配置垃圾收集器的？

怎么查看默认垃圾回收器是哪个

java -XX:+PrintCommandLineFlags -version

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默认垃圾回收器有哪些？

  • UseSerialGC
  • UseParalelGC
  • UseConcMarkSweepGC
  • UseParNewGC
  • UseParallelOldGC
  • UseG1GC

垃圾收集器

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参数预先说明

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Server/Client模式分别是什么意思

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新生代

  1. 串行GC(Serial)/(Serial Copying)

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  2. 并行GC(ParNew)

    image-20191107141823653

  3. 并行回收GC(Parallel)/(Parallel Scavenge)

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老年代

  1. 串行GC。

  2. 并行GC(Parallel Old)/(Parallel MSC)

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  3. 并发标记清除GC(CMS)

    4个步骤：

    image-20191107142133689

    • 初始化标记(CMS init Mark)
    • 并发标记(CMR concurrent mark)和用户线程一起
    • 重新标记
    • 并发清除

    优缺点：

    • 优点：并发收集，低停顿
    • 缺点：并发执行对CPU压力大
    • 缺点：采用标记清除算法会导致大量碎片

案例

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/**
 * @desc
 * 1.
 * 2
 *  -Xms10m -Xmx10m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseParNewGC  (ParNew[par new generation] + Tenured[tenured generation])
 *  备注情况：Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM warning:
 *  Using the ParNew young collector with the Serial old collector is deprecated
 *  and will likely be removed in a future release
 *
 * 3
 *  -Xms10m -Xmx10m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseParallelGC   (PSYoungGen + ParOldGen)
 *
 * 4
 * 4.1
 *  -Xms10m -Xmx10m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseParallelOldGC  (PSYoungGen + ParOldGen)
 * 4.2 不加就默认UseParallelGC
 *  -Xms10m -Xmx10m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintCommandLineFlags
 *
 * 5
 *  -Xms10m -Xmx10m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseConcMarkSweepGC  （parNew + concurrent mark-sweep generation）
 *
 * 6
 *  -Xms10m -Xmx10m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseG1GC     （garbage-first heap）
 *
 * 7（理论知道即可，实际中已经被优化掉了，没有了。）
 *  -Xms10m -Xmx10m -XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintCommandLineFlags -XX:+UseSerialOldGC
 *
 * @Author xw
 * @Date 2019/8/28
 */
public class GCDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "aaa";
        System.out.println("GC test");
        str = null;
        System.gc();
    }
}

垃圾收集器配置代码总结

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G1垃圾收集器

以前垃圾回收器的特点

  • 年轻代和老年代是各自独立连续的内存块
  • 年轻代收集使用单eden+S0+S1进行复制算法
  • 老年代收集必须扫描整个老年代区域
  • 都是以尽可能少而快地执行GC为设计原则

G1是什么

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特点：

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底层原理

  1. Region区域化垃圾收集器

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  2. 回收步骤

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  3. 4步过程

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案例

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/**
 * @desc
 *  -Xms10m -Xmx10m -XX:+PrintGCDetails -XX:+UseG1GC
 * @Author xw
 * @Date 2019/8/28
 */
public class G1Demo {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "abc";
        while (true) {
            str += str + new Random().nextInt(77777777) + new Random().nextInt(88888888);
            str.intern();
        }
    }
}

常用配置参数

开发人员仅仅需要声明以下参数即可：

三步归纳：开始G1+设置最大内存+设置最大停顿时间

-XX:+UseG1GC -Xmx32g -XX:MaxGCPauseMillis=100

-XX:MaxGCPauseMillis=n：最大GC停顿时间单位毫秒，这是个软目标，JVM将尽可能（但不保证）停顿小于这个时间

和CMS相比的优势

  • G1不会产生内存碎片
  • 是可以精确控制停顿。该收集器是把整个堆（新生代、老年代）划分多个固定大小的区域，每次根据允许停顿的时间去收集垃圾最多的区域。

生产环境服务器变慢，诊断思路和性能评估谈谈？

整机：top

update，系统命令的精简版。

CPU：vmstat

  1. 查看CPU(包含不限于)

    image-20191107143033185

  2. 查看额外

    image-20191107143042588

内存：free

  1. 应用程序可用内存数。

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  2. 查看额外

    pidstat -p 进程号 -r 采样间隔秒数

硬盘：df

查看磁盘剩余空间。

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磁盘IO：iostat

  1. 磁盘IO性能评估

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  2. 查看额外

    pidstat -p 进程号 -r 采样间隔秒数

网络IO：ifstat

  1. 默认本地没有，下载ifstat

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  2. 查看网络IO

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假如生产环境出现CPU占用过高，请谈谈你的分析思路和定位

  1. 先用top命令找出CPU占比最高的

  2. ps -ef或者jps进一步定位进程

  3. 定位到具体线程或代码

    ps -mp 进程 -o THREAD,tid,time

    • -m 显示所有的线程
    • -p pid 进程使用cpu的时间
    • -o 该参数后是用户自定义格式

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  4. 将需要的线程ID转换为16进制格式（英文小写格式）

    printf “%x\n” 有问题的线程ID

  5. jstatck 进程ID | grep tid（16进制线程ID小写英文）-A60

    image-20191107143657206

JVM性能监测工具

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/tools/