一、jvm的理解

我们在编写程序时，经常会遇到OOM（out of Memory）以及内存泄漏等问题。为了避免出现这些问题，我们首先必须对JVM的内存划分有个具体的认识。JVM将内存主要划分为：方法区、虚拟机栈、本地方法栈、堆、程序计数器。JVM运行时数据区如下：

程序计数器是线程私有的区域，很好理解嘛~，每个线程当然得有个计数器记录当前执行到那个指令。占用的内存空间小，可以把它看成是当前线程所执行的字节码的行号指示器。如果线程在执行Java方法，这个计数器记录的是正在执行的虚拟机字节码指令地址；如果执行的是Native方法，这个计数器的值为空（Undefined）。

此内存区域是唯一一个在Java虚拟机规范中没有规定任何OutOfMemoryError情况的区域。

与程序计数器一样，Java虚拟机栈也是线程私有的，其生命周期与线程相同。

本质上来讲，就是个栈。里面存放的元素叫栈帧，栈帧好像很复杂的样子，其实它很简单！它里面存放的是一个函数的上下文，具体存放的是执行的函数的一些数据。执行的函数需要的数据无非就是局部变量表（保存函数内部的变量）、*作数栈（执行引擎计算时需要），方法出口等等。

执行引擎每调用一个函数时，就为这个函数创建一个栈帧，并加入虚拟机栈。换个角度理解，每个函数从调用到执行结束，其实是对应一个栈帧的入栈和出栈。

注意这个区域可能出现的两种异常：

一种是StackOverflowError，当前线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的深度时，会抛出这个异常。制造这种异常很简单：将一个函数反复递归自己，终会出现栈溢出错误（StackOverflowError）。

另一种异常是OutOfMemoryError异常，当虚拟机栈可以动态扩展时（当前大部分虚拟机都可以），如果无法申请足够多的内存就会抛出OutOfMemoryError，如何制作虚拟机栈OOM呢，参考一下代码:

这段代码有风险，可能会导致*作系统假死，请谨慎使用~~~

本地方法栈与虚拟机所发挥的作用很相似，他们的区别在于虚拟机栈为执行Java代码方法服务，而本地方法栈是为Native方法服务。与虚拟机栈一样，本地方法栈也会抛出StackOverflowError和OutOfMemoryError异常。

Java堆可以说是虚拟机中大一块内存了。它是所有线程所共享的内存区域，几乎所有的实例对象都是在这块区域中存放。当然，随着JIT编译器的发展，所有对象在堆上分配渐渐变得不那么“绝对”了。

Java堆是垃圾收集器管理的主要区域。由于现在的收集器基本上采用的都是分代收集算法，所有Java堆可以细分为：新生代和老年代。在细致分就是把新生代分为：Eden空间、From Survivor空间、To Survivor空间。当堆无法再扩展时，会抛出OutOfMemoryError异常。

方法区存放的是类信息、常量、静态变量等。方法区是各个线程共享区域，很容易理解，我们在写Java代码时，每个线程度可以访问同一个类的静态变量对象。由于使用反射机制的原因，虚拟机很难推测那个类信息不再使用，因此这块区域的回收很难。另外，对这块区域主要是针对常量池回收，值得注意的是JDK1.7已经把常量池转移到堆里面了。同样，当方法区无法满足内存分配需求时，会抛出OutOfMemoryError。

制造方法区内存溢出，注意，必须在JDK1.6及之前版本才会导致方法区溢出，原因后面解释,执行之前，可以把虚拟机的参数-XXpermSize和-XX：MaxPermSize限制方法区大小。

运行后会抛出java.lang.OutOfMemoryError:PermGen space异常。

解释一下，String的intern()函数作用是如果当前的字符串在常量池中不存在，则放入到常量池中。上面的代码不断将字符串添加到常量池，终肯定会导致内存不足，抛出方法区的OOM。

下面解释一下，为什么必须将上面的代码在JDK1.6之前运行。我们前面提到，JDK1.7后，把常量池放入到堆空间中，这导致intern()函数的功能不同，具体怎么个不同法，且看看下面代码：

这段代码在JDK1.6和JDK1.7运行的结果不同。

JDK1.6结果是：false,false，JDK1.7结果是true, false。

原因是：JDK1.6中，intern()方**吧首次遇到的字符串实例**到常量池中，返回的也是常量池中的字符串的引用，而StringBuilder创建的字符串实例是在堆上面，所以必然不是同一个引用，返回false。

在JDK1.7中，intern不再**实例，常量池中只保存首次出现的实例的引用，因此intern()返回的引用和由StringBuilder创建的字符串实例是同一个。为什么对str2比较返回的是false呢？这是因为，JVM中内部在加载类的时候，就已经有"java"这个字符串，不符合“首次出现”的原则，因此返回false。

二、jvm调优如何做

1、如果没有必要，请不要做调优。没有万能的调优，只有根据使用场景选择合适的手段，初始默认指定堆大小，元空间大小（jdk8）即可

2、确认性能问题由JVM再考虑调优，如fullGC频繁，GC时间较长，内存使用不正常，OOM等。开启JVM监控，记录GC日志，分析GC情况

3、JVM调优的目标是减少/避免老年代GC

4、对于追求响应时间的如web系统使用并发垃圾回收器（jdk8开启G1，低版本使用CMS）

5、根据JVM内存使用情况，可以考虑手动设置年轻代大小，survivor区大小，减少/避免垃圾进入老年代（注意jdk8默认开启自适应调节，需关闭）

6、影响GC时间的还有GC线程数等等，需要结合GC日志分析GC过程可能存在的问题

三、JVM性能调优***G1

1、本篇是对Java**G1收集器调优的精简版。针对G1垃圾的收集阶段可能出现的问题，非合理内存分配，大对象占用，Full GC等问题作出解决方式和*作参数。

2、 G1是一个吞吐量和时间延迟之间相互平衡的收集器。目标是高吞吐量下提供相对较小、统一的暂停。

3、所以如果是交互性强的应用程序，使用G1时需要基于时延优先进行考虑。

4、虚拟机从*作系统内存中分配或归还内存可能会导致不必要的延迟。通过使用选项-Xms和-Xmx将小和大堆大小设置为相同的值，并使用- XX:+AlwaysPreTouch预触摸所有内存，以将这项工作移到VM启动阶段，从而避免延迟。

5、并行处理 Reference对象，ParallelRefProcEnabled默认值false，若 GC log里出现 Reference处理时间较长的日志，可以开启此参数- XX:+ParalleRefProcEnabled。开启后会使用jvm可用的线程数进行处理，但**上提到的-XX:ReferencesPerThread参数在jdk17的版本中没有找到，猜测可能是jvm内部控制不再作可调试的参数。

6、年轻代收集所花费的时间大致与年轻代的大小成正比。**给出的两个参数- XX:G1NewSizePercent，-XX: G1MaxNewSizePercent在jdk17中没有找到，在没有固定年轻代大小时，G1会进行动态调整，所以这个调优的参考性不大，可以忽略。

7、 RS是一个抽象的数据结构，具体的实现由table card完成。一般会把记忆集和卡表放在一起讨论。简单来讲就是所有对象引用关系的一个**，GCRoot时扫描的不是去实际的内存区域，否则跨代引用时从新生代到老年代会是一个漫长的过程。RS很好的解决了跨代引用的问题。由于RS会动态更新，垃圾收集必须先等RS更新完毕后才去执行。所以RS更新如果耗时过长则会影响回收时间。

8、扫描RS时间也由G1为保持低存储容量而执行的压缩量决定。记忆的**存储在内存中越紧凑，在垃圾收集期间检索存储的值所花费的时间就越多。G1自动执行这种压缩，称为记忆集粗化，同时根据该区域记忆集的当前大小更新记忆集。特别是在高压缩级别时，检索实际数据可能非常慢。

9、使用选项- XX:G1SummarizeRSetStatsPeriod结合gc+remset=trace级别日志显示是否发生粗化。