JVM内存模型深度剖析与优化

news2024/9/27 12:08:21

1. Java语言的跨平台特性

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堆存放着对象信息
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）
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
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

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：

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。

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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

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。

元空间是否会发生Full GC

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。