JVM——一个神圣的话题，可远观而不可亵玩焉

文章目录

一切不仅仅为了面试
- JVM调优理解
- - JVM调什么：
  - 怎么调：
  - 为了解决什么问题：
  - 正常情况下需要调吗：
- JVM垃圾收集器
- - 区分垃圾
  - 收集方式
  - - 垃圾收集的区域划分：
    - 按照收集垃圾的线程数量划分：
    - 对空间的利用率划分：
- 垃圾收集器详细介绍：
- 小结

一切不仅仅为了面试

提示：仅仅代表个人理解

JVM调优理解

JVM调优是指调整和配置JVM的参数以优化运行Java应用程序的性能，主要目标是提高应用的响应速度和提高应用的吞吐量、减少延迟以及确保资源高效使用。调优通常针对内存管理、垃圾收集策略、线程堆栈大小等方面进行。

JVM调什么：

提示：这里我就想吐槽一下：不要没病乱吃药，同样JVM没啥问题不要乱调

分析应用的性能特征：首先需要使用诊断工具（如jConsole、VisualVM、JProfiler等）收集Java应用的运行时数据。

确定调优目标：了解应用的需求，是否关注高吞吐量、低延迟还是内存使用效率等。

选择合适的垃圾收集器：基于应用需求选择合适的垃圾收集器，如CMS、G1、ZGC等。

调整内存分配：分析并设置适当的堆内存大小、新生代和老年代的比例、元空间大小等。

调整性能参数：例如调整JIT编译器行为、线程堆栈的大小等。
（JIT是"Just-In-Time"编译器的缩写，它是一种运行时编译器）

持续测试和监控：在调整参数后，需要持续测试应用并监控其性能，以确保调优取得预期效果。

怎么调：

1、堆内存设置（比如-Xms和-Xmx参数设置初始和最大堆内存）。
2、新生代和老年代的大小比例（使用-XX:NewRatio）。
3、垃圾收集器选择和调整
（比如-XX:+UseG1GC，-XX:+UseConcMarkSweepGC）。
4、垃圾收集细节调整
（如设置线程数量-XX:ConcGCThreads，年轻代大小-XX:NewSize等）。
5、JVM堆栈大小（如-Xss设置每个线程的堆栈大小）。
6、逃逸分析和内联优化（如-XX:+DoEscapeAnalysis启用逃逸分析优化）。

为了解决什么问题：

1、减少垃圾收集的频率和暂停时间，避免影响到用户体验。
2、防止内存泄漏和内存溢出。
3、提高吞吐量，确保程序可以在短时间内处理更多的工作负载。
4、控制资源消耗，防止应用消耗过多的系统资源。

正常情况下需要调吗：

在许多情况下，JVM默认参数可以适用于标准应用程序，不需要特别的调优。
但对于有特定性能目标或在资源使用上有特定限制的重要应用程序，JVM调优是必要的。
例如，对于大规模的、内存密集型的或者要求高实时性的应用程序，经过专业调优后通常会有显著的性能改进。

总之，JVM调优是一个持续的过程，需要基于实际运行数据不断优化。快速反应的监控和分析，以及在实际运行环境中测试和验证调优效果非常重要。

JVM垃圾收集器

提示：思想，仅仅是思想

区分垃圾

在JVM中垃圾回收的第一步是确认什么是垃圾，现代主流的JVM实现主要使用可达性分析算法来识别哪些对象是垃圾。引用计数法因为循环引用等问题在Java虚拟机中并未广泛采用。

收集方式

垃圾收集的区域划分：

1、新生代（Young Generation）收集：收集新创建的对象，这些对象大多是短命的。
2、老年代（Old Generation/Tenured Space）收集：收集长时间存活的对象。
3、永久代（PermGen）：在Java 8之前的版本中，存放类信息和常量。Java 8及之后，被**元空间（Metaspace）**所取代。
4、全部空间收集：也称为Full GC，会涉及新生代、老年代以及元空间（如果使用的是Java 8+版本）的收集。

按照收集垃圾的线程数量划分：

单线程收集：使用单个线程执行垃圾回收，这可能会导致较长的暂停时间，主要见于旧式或者简单的垃圾收集器中。
多线程收集：使用多个线程并发执行垃圾回收，以减少暂停时间和提高垃圾回收效率，现代垃圾收集器通常采用多线程。

对空间的利用率划分：

标记-清除（Mark-Sweep）：标记所有可达对象，然后清除未被标记的对象，这种方法会产生内存碎片。
标记-整理（Mark-Compact）：标记所有可达对象，然后将活动对象移向内存的一端，清理掉未被移动的部分，这种方法减少了内存碎片。
复制（Copying）：将内存分为两块，每次只使用一块。垃圾收集时，将活动对象复制到未被使用的另一块内存区域，然后清除原有的那块内存区域中所有对象。

具体的垃圾收集器：每种垃圾收集器的实现通常采用多种上述策略的组合，针对不同的场景和需求进行优化，如：
1、Serial Collector：一个单线程收集器，适用于小型堆。
2、Parallel Collector：一个多线程收集器，也被称作“Throughput Collector”，适用于中到大型堆。
3、CMS (Concurrent Mark Sweep) Collector：以获取最短回收停顿时间为目标的收集器。
4、G1 (Garbage-First) Collector：适用于大型堆，期望可预测的停顿时间。
5、ZGC (Z Garbage Collector) 和 Shenandoah：为了减少停顿时间到极致而设计的收集器，它们使用了不同的技术实现极低的停顿时间。

垃圾收集器详细介绍：

新生代收集器：

Serial收集器：
- 算法：复制算法
- 优点：简单高效，适用于单线程小型应用
- 缺点：停顿时间较长
- 默认区域：新生代
ParNew收集器：
- 算法：复制算法
- 优点：多线程并行收集，适用于多核CPU环境
- 缺点：停顿时间较长
- 默认区域：新生代

老年代收集器：

Serial Old收集器：
- 算法：标记-整理算法
- 优点：简单高效，适用于单线程小型应用
- 缺点：停顿时间较长
- 默认区域：老年代
Parallel Old收集器：
- 算法：标记-整理算法
- 优点：多线程并行收集，适用于多核CPU环境
- 缺点：停顿时间较长
- 默认区域：老年代

整堆收集器：

CMS (Concurrent Mark Sweep)收集器：
- 算法：标记-清除算法
- 优点：并发收集，停顿时间短
- 缺点：产生碎片，无法处理浮动垃圾，CPU资源敏感
- 默认区域：老年代
- JDK版本：JDK 1.4至JDK 8
G1 (Garbage-First)收集器：
- 算法：分代收集算法，包括复制算法和标记-整理算法
- 优点：整体吞吐量高，可控制停顿时间
- 缺点：运行时开销较大
- 默认区域：整个堆空间
- JDK版本：JDK 9及以后

其他收集器：

Shenandoah收集器：
- 算法：并发标记-压缩算法
- 优点：极低的停顿时间，适用于大堆、低延迟的应用
- 缺点：运行时开销较大
- 默认区域：整个堆空间
- JDK版本：JDK 12及以后
ZGC (Z Garbage Collector)收集器：
- 算法：并发压缩算法
- 优点：极短的停顿时间，适用于大堆、低延迟的应用
- 缺点：运行时开销较大
- 默认区域：整个堆空间
- JDK版本：JDK 11及以后