JVM内存模型深度剖析与优化

1. Java语言的跨平台特性

2. JVM整体结构及内存模型

1. 堆存放着对象信息
2. 每个线程都会分配一块属于自己的内存空间（栈空间）
   • 每个方法都会分配一块内存空间（栈桢），上图 compute()方法 和 main()方法 都会分配到各自的栈桢空间
     • 局部变量：存放不同方法运行时生成的的临时变量的一块内存空间
     • 操作数栈：临时存放操作变量的一块内存空间（数据结构是栈）
3. 程序运行时，会将静态的常量池load到内存（运行时常量池），放在方法区
4. 方法区存放着：常量、静态变量、类元信息

JVM的永久代（方法区）中会发生垃圾回收么

1. 垃圾回收不会主动发生在永久代，但如果永久代满了或者是超过了临界值，会触发完全垃圾回收(Full GC)。
2. 如果你仔细查看垃圾收集器的输出信息，就会发现永久代也是被回收的。这就是为什么正确的永久代大小对避免Full GC是非常重要的原因

为什么要有程序计数器

因为一个执行过程中，可能cpu时间片被其他线程抢占了，当前线程挂起了，恢复的时候需要依赖程序计数器才能知道执行到什么位置了
每执行完一行代码，字节码执行引擎都会动态的修改程序计数器的值（执行那一行代码在内存中的位置）

JVM调优主要目的：

1. gc 时会触发STW，导致用户响应特别慢，需要等待full gc 结束，所以需要减少Full gc 的次数/减少Full gc执行时间
2. 如果Minor gc 的次数非常频繁，也应该要减少Minor GC 的次数

在minor gc过程中对象挪动后，引用如何修改？

1. 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
2. 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。
3. 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。

3. 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

1. -Xss：每个线程的栈大小 (-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)
2. -Xms：设置堆的初始可用大小，默认物理内存的1/64
3. -Xmx：设置堆的最大可用大小，默认物理内存的1/4
4. -Xmn：新生代大小
5. -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。
6. -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

7. -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。
8. -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。

元空间是否会发生Full GC

1. 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
2. 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。

3.1 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。