jvm虚拟机思维导图模板_ProcessOn思维导图、流程图

组成

程序计数器

解释:当前代码执行到了哪一行

内存中

特点:各线程之间独立

虚拟机栈

线程私有，生命周期和线程同生共死

-Xss   执行方法时创建栈帧

局部变量表

操作数栈

动态链接

方法出口

本地方法栈

native方法

不会创建栈帧，直接动态链接到函数库调用

元空间 1.8移动到虚拟机之外 元空间,只受限物理内存大小

jdk1.7及以前

永久区

XX:PermSize

XX:MaxPermSize

jdk1.8及以后

元空间

XX:MetaspaceSize

XX:MaxMetaspaceSize

运行时常量池 1.6在方法区 1.7在堆中

常量:"123","hello"

static final

堆

内存分配（new,反射等）

内存分配策略

对象优先在Eden分配

大对象直接进入老年代

-XX:PretenureSizeThreshold,默认0，大于才此值，直接在老年代分配

长期存活的对象将进入老年代

-XX:MaxTenuringThreshold,默认15，对象年龄

每一次yong gc仍然存活，则年龄+1

动态对象年龄判定

年龄1的占用了33%，年龄2的占用了33%，累加和超过默认的TargetSurvivorRatio（50%），年龄2和年龄3的对象都要晋升

空间分配担保

survival空间不够，只要老年代的连续空间大于新生代的对象总大小， 或历次晋升的平均大小，进行MiniorGC,否则FullGC

内存区域模型

堆

几乎所有的对象都是在堆上分配，例外：栈上分配

栈

栈上分配 跟着函数自动销毁，提高性能

-XX:+UseTLAB：ThreadLocalAllocationBuffer,事先在堆里面为每个线程分配一块私有内存，默认开启

-XX:-EliminateAllocations   标量替换，默认开启

逃逸分析后的对象拆解为多个标量，跟随栈销毁而回收

-XX:+DoEscapeAnalysis    逃逸分析，默认开启

对象的实例作用域是否只在一个方法内

-XX:+PrintGCDetails -XX:+PrintGCDateStamps

本地内存(直接内存)

网络通讯NIO

MaxDirectMemorySize

回收

垃圾收集器

判断回收的对象

可达性分析

GC ROOTS

方法区：类静态属性(引用的对象)

方法区：常量引用的对象 static final

虚拟机栈(局部变量表)中引用的对象,回收栈中的对象

本地方法栈中JNI（即一般说的Native方法）引用的对象

引用计数

优点：快、方便、简单

缺点，循环引用

新生代

Serial

单线程，复制算法，简单高效

ParNew

并行多线程，Serial升级版搭配CMS回收器的首选

Parallel Scavenge

吞吐量优先收集器，并行多线程，本身是server多CPU机器的默认GC方式

主要适合后台运算不需要太多交互的任务

老年代

Serial Old

标记整理算法，单线程

Parallel Old

标记整理算法，并行多线程

CMS 关注最短停顿时间STW Concurrent Mark Sweep

并行与并发收集器

标记清除算法

竟可能缩短垃圾收集时用户线程停止时间

缺点

内存碎片

CPU资源更多

浮动垃圾问题，需要更大的堆空间

G1

跨新生代和老年代

标记整理+化整为零

并行与并发收集器，目标为取代CMS

分区回收，不牺牲吞吐量的前提下完成低停顿的内存回收，可预测停顿

参数

-XX:+UseSerialGC

Serial/Serial Old

-XX:+UseParNewGC

ParNew/Serial Old

和上面基本没区别，一个多线程，一个单线程

-XX:+UseParallelGC

Parallel Scavenge/Serial Old

默认

-XX:+UseParallerOldGC

Paraller Scavenge/Parallel Old

-XX:MaxGCPauseMills

控制最大停顿时间

-XX:GCTimeRatio

允许GC时间占总时间，吞吐量的倒数整数=19，允许GC时间 1/(1+19)=5%

-XX:+UseAdaptiveSizePolicy

一般情况使用它，自适应

-XX:UseConcMarkSweepGC

老年代用CMS，新生代用ParNew

因为内存碎片无法分配内存时会启动Serial Old

-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection 默认开启 

需要进行FullGC的时候开启内存碎片的整理，无法并发

-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction  默认为0，设置多少次不压缩的FullGC后进行一次压缩

-XX:+UseG1GC

维护一个内存表

不同分代，用不同的算法

标记-清除算法

缺点，内存碎片

标记-整理算法

存活对象进行复制整理

缺点：拷贝复制，花费时间

新生代

复制算法

对半分，进行整理

缺点：浪费空间，拷贝复制，花费时间

参数

Xms堆的最小值

Xmx堆的最大值

新生代

Xmn新生代的大小

XX:NewSize新生代最小值

XX:MaxNewSize新生代最大值

对象

存储在堆上

过程

检查加载

检查类定义有没有加载

分配内存

指针碰撞和空闲列表

并发安全问题

CAS失败重试

本地线程分配缓冲

内存空间初始化

对象字段设置默认值，0.null,false

设置

对象头内容设置，gc分代年龄，元数据信息，哈希码等

对象初始化

初始化的代码

访问定位

句柄访问

直接指针 hotspot使用的方式

内存布局

对象头

对象自身的运行时数据

类型指针

实例数据

程序代码中所定义的各种类型的字段内容

对齐填充

引用

强引用

new Object

对象的一般状态

软引用

SoftReference

OOM之前会回收掉

对象缓存

弱引用

WeakReference

 存活到下次GC前

对象缓存，二级缓存

虚引用

PhantomReference

跟踪对象的垃圾回收

存活到下次GC前

异常情况

OOM 内存溢出

堆内存溢出

linkList不断重复放元素

新生代溢出

永久代溢出

Java heap space

String[] s=new String[1000000000]

XX:MaxMetaspaceSize=3m

线程栈溢出

StackOverflow 方法递归调用

直接内存溢出

OutOfMemoryError: Direct buffer memory

-XX:MaxDirectMemorySize=10M

ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocateDirect(14 * 1024 * 1024)

内存泄漏

数组元素使用完未赋值为null,导致指针依然存在，无法回收

jdk工具

jps

-小写L

main方法名

-q

进程号

-v

输出jvm参数

-m

输出传入 main 方法的参数

jstat

-gc +进程id+间隔时间+打印次数

-gc

-gccause

-gcnew

-gcold

例：jstat -gc 21159 5s 100

jinfo

jmap

-heap 内存空间状态

jstack

jconsole

VisualVM

javap

-verbose+class文件

查看字节码文件定义内容

java执行子系统

class文件

魔数和class版本

常量池

访问标志

类索引、父类索引、接口索引集合

字段表集合

方法表集合

属性表集合

类加载机制

加载

通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流

将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构

在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口

验证

文件格式验证

元数据验证

字节码验证

符号引用验证

准备

为类变量分配内存并设置类变量初始值

解析

将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程

初始化

遇到new、getstatic、putstatic或invokestatic这4条字节码指令 （被final修饰、已在编译期把结果放入常量池的静态字段除外）

使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用

当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行过初始化，则需要先触发其父类的初始化

虚拟机启动先初始化包含main（）方法的那个类

动态语言支持

使用

卸载

方法调用

解析

类的静态方法，构造方法，私有方法

静态分派

方法的重载

参数不同，根据参数的静态类型来判断调用哪个方法

Human h1= new Man(); Human是静态类型，Man是动态类型

动态分派 运行时才知道调用哪个 ctrl跳转只能到父类的方法上

方法的重写，多态

维护虚方法表

根据实例的定义去虚方法表中寻找对应的方法 未重写，调用父类的，重写，调用子类的

高效优雅

对象

构造器参数太多，使用Builder

不要实例化的类应该构造器私有

不要创建不必要的对象，包装类

避免使用终结方法

使类和成员的可可访问性最小化

使可变性最小化，final

复合优先于继承

接口优于抽象类

方法

可变参数谨慎使用

返回0长度的数组或集合，不要返回Null

优先使用标准的异常

IllegalArgumentException

参数不合适

IllegalStateException

接收对象状态不对

NullPointException

UnsupportedOperationException

方法必须被重写，aqs中就用到了

通用

枚举代替Int常量

枚举内可以有抽象方法，每种枚举都得实现该方法

外层枚举(构造参数是策略枚举)使用策略枚举(含抽象方法)， 避免部分枚举代码相同

局部变量作用域最小化

减少GC

减少栈帧的大小

精确计算，避免使用float、double

字符串连接性能

控制方法的大小

性能优化

原则

避免过早优化

进行系统性能测试

寻找系统瓶颈，逐步优化

前端

减少请求数

客户端缓冲

启用压缩

资源文件加载顺序

减少cookie传输

cdn加速

反向代理缓存

web组件分离

缓存

优先考虑

频繁修改的数据，尽量不要缓存，读写比2:1以上

缓存一定要是热点数据

容忍一段时间数据不一致问题

缓存可用性

缓存预热

缓存击穿

布隆过滤器

不存在的数据也缓存起来

集群

异步

程序

代码级别

合适的数据结构

算法

优化

并发编程

资源复用

单例

资源池

jvm

jit编译器

热点编译的概念

选择编译器类型

-server

-client

-XX:+TieredCompilation

1.8默认开启

代码缓存相关-XX:ReservedCodeCacheSize=N

1.7 32-48M

1.8 240M

编译阈值

编译线程

方法内联

简单方法优化，set,get

减少栈帧

方法字节码小于325个字节

-XX:MaxFreqInlinesSize=N

方法小于35个字节，一定会内联

-XX:MaxInlineSize

逃逸分析

GC

目的

GC时间够小

GC次数够少

原则

大部分java应用不需要GC调优

大部分需要GC调优的不是参数问题，是代码问题

GC调优是最后的手段

1.选择合适的GC回收器

2.选择合适的堆大小

3.年轻代在堆中的比量

步骤

1.监控GC状态

2.分析结果，判断是否需要优化

minorGC时间<50ms 10s一次

fullGC时间<1s,频率10分钟以上

参数

-XX:+PrintGCDetails

-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

-XX:HeadDumpPath

-Xlogger:logpath

自由主题