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JVM

java内存模型

Java内存模型主要包括：线程私有的程序计数器、java虚拟机栈、本地方法栈和线程共享的堆空间、元数据区、直接内存

  try(FileChannel from = new FileInputStream("D:\\asd\\asd.mp4").getChannel();
      FileChannel to = new FileOutStream("D:\\asd.mp4").getChannel();){
      ByteBuffer bb = ByteBuffer.allocateDirect(1024 * 1024);//读写的缓冲区1Mb，直接内存
      while(true){
          int len = from.read(bb);
          if(len == -1)
              break;
          bb.flip();
          to.write(bb);
          bb.clear();
      }
  }catch(IOException e){
      e.printStackTrace();
  }
  1. 直接内存的分配与回收：直接内存的分配与回收是java通过UnSafe对象来管理的，并且回收需要主动调用freeMemory()方法，不直接收JVM内存回收和管理。（虚引用）
  2. ByteBuffer底层内存分配和释放的过程
    • ByteBuffer被创建时，调用UnSafe对象的allocateMemory(_1GB)方法直接分配内存，返回long base，即内存地址。
    • ByteBuffer被销毁时，调用UnSafe对象的freeMemory(base)方法释放直接内存
    • ByteBuffer内部，使用Cleaner（虚引用）来检测ByteBuffer对象，一旦ByteBuffer对象被GC，那么就会有ReferenceHandler线程通过Cleaner的clean方法调用freeMemory()方法释放直接内存。

JDK工具

  1. javac：javac是Java编译器，用于将Java源代码编译为字节码文件（.class文件），以便在Java虚拟机上运行。

  2. java：java命令用于启动Java应用程序。它接受字节码文件作为输入，并执行应用程序的入口点（即包含main()方法的类）。

  3. jar：jar命令用于创建和管理Java归档文件（JAR文件），它可以将多个类文件、资源文件和库文件打包到一个JAR文件中，并支持压缩和解压缩操作。

  4. javadoc：javadoc工具用于从Java源代码生成API文档。它读取源代码中的特殊注释（Javadoc注释），并根据注释生成HTML格式的文档，描述类、接口、方法和字段的用法和说明。

  5. jdb：jdb是Java调试器，用于在命令行中调试Java程序。它允许开发人员设置断点、单步执行、查看变量值等，帮助定位和修复代码中的问题。

  6. jconsole：jconsole是一个基于JMX的图形化监控工具，用于监视和管理Java应用程序。它提供了实时的性能指标和线程信息，可用于识别性能问题和调优Java应用程序。

  7. jvisualvm：jvisualvm是一个多功能的Java性能分析工具，提供了各种监控和分析功能。它可以用于查看内存使用情况、线程状态、垃圾回收等，帮助开发人员优化和调试Java应用程序。

  8. jmap：jmap命令用于生成Java堆转储快照（heap dump）文件，以便进行内存分析和查找内存泄漏问题。它可以显示堆内存使用情况、对象实例数量和对象类型等信息。

  9. jps：查看java进程信息

  10. jstack：jstack命令用于生成Java应用程序的线程转储快照，以便分析线程状态和死锁问题。它可以显示各个线程的堆栈跟踪信息，帮助定位和解决线程相关的问题。学习，学习2

  11. jstat：jstat命令用于监控Java虚拟机的各种统计信息，例如垃圾回收情况、堆内存使用情况、类加载信息等。它可以提供实时的性能数据，用于分析和调整JVM的运行时行为。

  12. jinfo：jinfo命令用于获取Java虚拟机的配置信息，例如系统属性、运行时参数等。它还可以动态修改虚拟机的某些参数，如堆内存大小、GC

  13. jhat：jhat是Java堆分析工具，用于分析和浏览Java堆转储文件（heap dump）。它提供一个Web界面，用于可视化查看堆内存中的对象、引用关系和统计信息，帮助分析内存泄漏和性能问题。

  14. jrunscript：jrunscript是一个命令行工具，用于执行JavaScript脚本。它可以与Java集成，访问Java类和方法，提供了一种在Java环境中运行和测试JavaScript的方式。

  15. jvisualvm：jvisualvm是一个全功能的Java性能监控和分析工具，提供了各种监控和分析功能，包括内存使用情况、线程状态、垃圾回收、CPU使用等。它还支持插件扩展，可以集成其他工具和扩展功能。

  16. jdeps：jdeps是一个依赖关系分析工具，用于分析Java类文件之间的依赖关系。它可以帮助开发人员检查和解决类之间的依赖关系问题，包括循环依赖、缺失依赖等。

  17. jlink：jlink是一个Java模块化工具，用于创建自定义的JRE（Java Runtime Environment）镜像。它可以根据应用程序的需求，裁剪和优化JRE，只包含所需的模块和类库，减少运行时环境的大小。

  18. jshell：jshell是一个交互式的Java编程工具，用于快速测试和尝试Java代码片段。它提供了一个命令行界面，可以即时执行Java代码，并提供实时反馈和结果展示。

  19. jcmd：jcmd是一个通用的JDK命令工具，用于执行各种诊断和管理操作。它可以用于查看运行中的Java进程、生成线程转储、查看性能数据等。

JVM调优

  1. jps: 查看正在运行的java进程id，jps -v查看进程启动时的JVM参数
  2. jstat：查看指定进程的JVM统计信息。
  1. jinfo：实时查看和修改指定进程的JVM配置参数，jinfo -flag查看和修改具体参数
  2. jstack：打印指定进程此刻的线程快照。定位线程长时间停顿的原因，例如死锁(Deadlock)、等待资源(Waiting on condition)、等待获取监视器(Waiting on monitor entry)、阻塞(Blocked)。

jstat

❗️important
  • 可以比较Java进程的启动时间（t）以及总GC时间（GCT），或者两个测量的间隔时间（Δt）以及总GC时间的增量（ΔGCT），得出GC时间占运行时间的比例（GCT/t，ΔGCT/Δt）。
  • 如果该比例超过20%，说明目前堆的压力较大；如果超过90%，说明堆里没有可用空间，随时可能抛出OOM异常。
  • 判断内存泄漏：每隔一段较长时间采样多组OU（老年代内存量）的最小值，如果这些最小值在上涨，说明无法回收的对象在不断增加，可能是内存泄漏导致的。

生成dump文件

  1. jmap
  1. VisualVM 首先启动程序
    打开JvisualVM工具
    打开对应的程序进程
    点击线程->线程dump 右键快照->另存为
  2. OOM时自动生成堆转储文件 -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError：开启自动生成 -XX:HeapDumpPath=/tmp/java_%p_%t.hprof：设置堆转储文件保存位置，以进程ID和事件戳命名 -XX:+HeapDumpBeforeFullGC：在进行FullGC前自动生成堆转储文件(HeapDumpAfterFullGC 实现在Full GC后dump)
    🔥warning

    如果没有开启自动GC，则此参数无效。JDK9之后该参数已被删除

JVM调优参数

❗️important

调优JVM参数主要关注停顿时间（STW）和吞吐量（运行时长/(运行时长+GC时长)），二者不可得兼，提高吞吐量会拉长停顿时间 如果应用程序跟用户基本不交互，就优先提高吞吐量。如果和用户交互频繁，就优先缩短停顿时间。

  1. 常用参数
❗️important
  • JVM调优最有效、最实用的方式是升级垃圾回收器。根据CPU核数，升级当前版本呢支持的最新垃圾回收器
  • CPU单核：SerialGC是唯一选择（-XX:+UseSerialGC）
  • CPU多核：关注吞吐量，选择PS+PO（JDK8默认 -XX:+UseParallelOldGC）
  • CPU多核：关注停顿时间，JDK1.8以上，JVM可用内存6G以上，选择G1。JDK版本1.6或者1.7，那么选择ParNew+CMS。

内存溢出

  1. 本地直接内存溢出：直接内存设置过小导致溢出
  2. 虚拟机栈和本地方法栈溢出：如果虚拟机栈内存允许动态扩展，并且方法递归层数太深时，导致扩展容量时无法申请到足够内存。
  3. 方法区溢出：运行时生成大量动态类时会内存溢出
  1. 堆溢出：

内存泄漏

内存泄漏9种情况

  1. 静态容器中的对象：静态集合类的生命周期与JVM一致，容器中的对象引用也将一直得到GC。Java中不准静态方法引用非静态方法也是防止内存泄漏
  2. 单例对象引用的外部对象：单例模式中，如果单例对象持有外部对象的引用，因为单例对象不会被回收，这个外部对象也不会被回收
  3. 外部类跟随内部类被引用：内部类持有外部类，内部类对象被长期引用，即使外部类实例对象不再使用，由于内部类持有外部类的实例对象，这个外部类对象也不会被GC。
  4. 数据库、网络、IO连接忘记关闭：不再使用时应显性关闭。
  5. 变量作用域不合理：如果某个变量只在某个方法中使用，却声明为成员变量，被使用后没有赋值为null，导致变量不再使用，但生命周期取仍和对象一致。
  6. HashSet中对象改变哈希值：当一个对象被存储进HashSet后，就不能修改这个对象中那些参与计算哈希值的字段了，否则对象哈希值改变，找不到对应的value
  7. 缓存引用往删除：一旦把对象放入缓存中，缓存忘记删除，引用将一直存在
  8. 逻辑删除而非真实删除：对于监视器和其他回调，如果客户端在API中注册回调，却没有显示取消，那么就会积聚。需要确保回调立即被当作垃圾回收的最佳方式是只保存它的弱引用，例如将其保存为WeakHashMap中的键。例如出栈只是移动了指针，而没有将出栈的位置复制为null，导致已出栈的位置还存在引用。
  9. 线程池ThreadLocal忘记remove()：使用线程池时，ThreadLocal需要在使用完线程中的线程变量收到remove()，否则内存泄漏。因为线程执行完后没有销毁而是被线程池回收，导致ThreadLocal中的对象不能被GC