JVM内存模型深度剖析与优化

转自https://blog.csdn.net/qq_2709919/article/details/79966454

JDK体系结构

Java语言的跨平台特性

JVM整体结构及内存模型

在minor gc过程中对象挪动后，引用如何修改？

对象在堆内部挪动的过程其实是复制，原有区域对象还在，一般不直接清理，JVM内部清理过程只是将对象分配指针移动到区域的头位置即可，比如扫描s0区域，扫到gcroot引用的非垃圾对象是将这些对象复制到s1或老年代，最后扫描完了将s0区域的对象分配指针移动到区域的起始位置即可，s0区域之前对象并不直接清理，当有新对象分配了，原有区域里的对象也就被清除了。

minor gc在根扫描过程中会记录所有被扫描到的对象引用(在年轻代这些引用很少，因为大部分都是垃圾对象不会扫描到)，如果引用的对象被复制到新地址了，最后会一并更新引用指向新地址。

这里面内部算法比较复杂，感兴趣可以参考R大的这篇文章：

https://www.zhihu.com/question/42181722/answer/145085437

https://hllvm-group.iteye.com/group/topic/39376#post-257329

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-eureka-server.jar

-Xss：每个线程的栈大小

-Xms：初始堆大小，默认物理内存的1/64

-Xmx：最大堆大小，默认物理内存的1/4

-Xmn：新生代大小

-XX:NewSize：设置新生代初始大小

-XX:NewRatio：默认2表示新生代占年老代的1/2，占整个堆内存的1/3。

-XX:SurvivorRatio：默认8表示一个survivor区占用1/8的Eden内存，即1/10的新生代内存。

关于元空间的JVM参数有两个：-XX:MetaspaceSize=N和 -XX:MaxMetaspaceSize=N

-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(元空间无固定初始大小)， 以字节为单位，默认是21M左右，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（如果设置了的话） 的情况下， 适当提高该值。这个跟早期jdk版本的**-XX:PermSize**参数意思不一样，-XX:PermSize代表永久代的初始容量。

由于调整元空间的大小需要Full GC，这是非常昂贵的操作，如果应用在启动的时候发生大量Full GC，通常都是由于永久代或元空间发生了大小调整，基于这种情况，一般建议在JVM参数中将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，一般我会将这两个值都设置为256M。

JVM内存参数大小该如何设置？

JVM参数大小设置并没有固定标准，需要根据实际项目情况分析，给大家举个例子

日均百万级订单交易系统如何设置JVM参数

结论：通过上面这些内容介绍，大家应该对JVM优化有些概念了，就是尽可能让对象都在新生代里分配和回收，尽量别让太多对象频繁进入老年代，避免频繁对老年代进行垃圾回收，同时给系统充足的内存大小，避免新生代频繁的进行垃圾回收。

逃逸分析

JVM的运行模式有三种:
解释模式(Interpreted Mode):只使用解释器(-Xint强制JVM使用解释模式),执行一行JVM字节码就编译一行机器码
编译模式(Compiled Mode):只使用编译器(-Xcomp JVM使用编译模式),先将所有JVM字节码一次编译为机器码,然后一次性执行所有机器码
混合模式(Mixed Mode):依然使用解释模式执行代码,但是对于一些热点代码采用编译模式执行,JVM一般采用混合模式执行代码

解释模式启动快,对于只需要执行部分代码并且大多数代码只会执行一次的情况比较适合; 编译模式启动慢,但是后期执行速度快而且比较占用内存,因为机器码的数量至少是JVM字节码的十倍以上,这种模式适合代码可能会被反复执行的场景; 混合模式是JVM默认采用的执行代码方式,一开始还是解释执行,但是对于少部分“热点代码会采用编译模式执行,这些热点代码对应的机器码会被缓存起来,下次再执行无需再编译,这就是我们常见的JIT(Just In Time Compiler)即时编译技术。
在即时编译过程中JVM可能会对我们的代码做一些优化比如对象逃逸分析等

对象逃逸分析: 就是分析对象动态作用域,当一个对象在方法中被定义后,它可能被外部方法所引用,例如作为调用参数传递到其他地方中

public User f1(){
    User user = new User();
    //...
    return user; //user对象的作用域不确定
}

public void f2(){
    User user = new User(); 
    //...
}

很显然，test1方法中的user对象被返回了, 这个对象的作用域范围不确定；

test2方法中的user对象我们可以确定当方法结束这个对象就可以认为是无效对象了,对于这样的对象我们其实可以将其分配到栈内存里,让其在方法结束时跟随栈内存一起被回收掉
JVM对于这种情况可以通过开启逃逸分析参数(-xx+ DoEscapeAnalysis)来优化对象内存分配位置,JDK7之后默认开启逃逸分析；如果要关闭，使用参数(-xx-DoEscapeAnalysis)

hhhhh