JVM调优攻略.pdf

### JVM调优攻略 #### 一、概述 《JVM调优攻略》是一份详尽的文档，旨在帮助开发者理解并掌握Java虚拟机(JVM)的优化技巧。本指南不仅适用于初学者，对于有一定基础的开发人员来说也同样具有很高的参考价值。文档中提到的核心概念包括JVM的工作原理、内存管理、垃圾回收机制以及具体的调优策略。 #### 二、环境配置 本文档基于以下技术栈编写： - **JDK版本**：1.8 - **集成开发环境**：IntelliJ IDEA 2020 - **构建工具**：Maven 3.5 #### 三、内存管理与JVM调优 ##### 3.1 堆与栈 - **栈**：主要负责程序执行流程，如函数调用、返回等。栈空间通常较小，但访问速度较快。 - **堆**：用于存储应用程序中创建的所有对象。堆空间较大，但是访问速度较慢。 ##### 3.2 内存模型 JVM内存模型主要由以下几个部分组成： - **3.2.1 程序计数器(Program Counter Register)**：每个线程拥有一个独立的程序计数器，用来记录当前线程执行的字节码指令的位置。它是唯一不会抛出`OutOfMemoryError`的内存区域。 - **3.2.2 虚拟机栈(Java Virtual Machine Stack)**：线程私有的，用于存储局部变量表、操作数栈、动态链接、方法出口等信息。每个方法执行时都会创建一个新的栈帧。如果栈的深度超过了限制，会抛出`StackOverflowError`；如果栈容量不足且无法扩展，会抛出`OutOfMemoryError`。 - **3.2.3 本地方法栈(Native Method Stack)**：与虚拟机栈相似，但它服务于Native方法。同样，本地方法栈也会抛出相同的异常。 - **3.2.4 堆(Heap)**：是JVM管理的最大内存区域，所有的对象实例都存储在这里。堆被划分为年轻代和老年代。 - **3.2.4.1 年轻代(Young Generation)**：主要存放新创建的对象。年轻代又细分为Eden区和两个Survivor区（From和To），比例通常是8:1。 - **3.2.4.2 老年代(Old Generation)**：存放生命周期较长的对象。老年代通常采用压缩的方式避免内存碎片。 ##### 3.3 对象的内存布局 - **3.3.1 普通对象** - **Mark Word**：固定大小8字节，存储对象头信息，包括锁状态、哈希码等。 - **类型指针**：指向对象的类元数据指针，默认情况下8字节，在JDK1.8之后，默认开启指针压缩，此时大小变为4字节。 - **实例数据**：存储对象的实际数据。 - **对齐填充**：为了性能考虑，确保对象占用的内存是8字节的整数倍。 #### 四、对象的创建与垃圾回收 对象的创建流程如下： 1. 首先尝试在栈上分配，如果不能分配，则进入下一步。 2. 如果对象太大，直接放入老年代。 3. 通过TLAB（Thread Local Allocation Buffer）机制快速分配对象。 4. 将对象放入Eden区。 5. 经过第一次Minor GC后仍然存活的对象会被移动到Survivor区，并且每次GC后年龄+1。 6. 当对象年龄达到一定阈值时，会被移至老年代。 #### 五、年轻代中的GC 在年轻代中，JVM需要确保To Survivor空间为空。在每次Minor GC后，Eden区存活的对象会被复制到To Survivor，而From Survivor区的对象根据年龄来判断是否移动到老年代或To Survivor。之后，Eden区和From Survivor会被清空，角色互换。 #### 六、总结 本文档详细介绍了JVM的内存模型、对象的内存布局以及对象的创建和垃圾回收过程。通过深入理解这些概念，可以帮助开发者更好地进行JVM调优，提高应用程序的性能。此外，了解不同内存区域的特点和作用有助于更高效地利用内存资源，减少内存泄漏的风险。