目錄-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

• 1.jvm運(yùn)行時(shí)內(nèi)存區(qū)域劃分
  • 1.1 運(yùn)行時(shí)內(nèi)存區(qū)
  • 1.1.1 方法區(qū)（Method Area）
  • 1.1.2 堆區(qū)（Heap）
  • 1.1.3 虛擬機(jī)棧（JVM Stack）
  • 1.1.4 本地方法棧（Native Method Stack）
  • 1.1.5 程序計(jì)數(shù)器（Program Counter Register）
  • 1.1.6 直接內(nèi)存（Direct Memory）
• 2.jvm垃圾回收算法
  • 2.1 標(biāo)記-清除（Mark-Sweep）算法
  • 2.2 復(fù)制（Copying）算法
  • 2.3 標(biāo)記-整理（Mark-Compact）算法
  • 2.4 分代收集（Generational Collection）算法
• 3.jvm垃圾回收器
  • 3.1 Serial收集器
  • 3.2 Parallel Scavenge收集器
  • 3.3 CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器
  • 3.4 G1（Garbage-First）收集器
• 4.jvm年輕代，老年代，元空間回收策略
  • 4.1 年輕代
  • 4.2 老年代
  • 4.3 元空間
• 5.調(diào)優(yōu)參數(shù)
• 6.調(diào)優(yōu)命令與工具
  • 6.1 jps
  • 6.2 jmap
  • 6.3 jstack
  • 6.4 jstat
  • 6.5 jinfo
  • 6.6 dump文件
• 7.調(diào)優(yōu)案例
  • 7.1 需要調(diào)優(yōu)嗎？
  • 7.2 調(diào)優(yōu)量化指標(biāo)
  • 7.3 監(jiān)控前準(zhǔn)備工作
  • 7.4模擬案例
    • 7.4.1 OutOfMemoryError
    • 7.4.2 響應(yīng)延遲
    • 7.4.3 CPU飆升

1.jvm運(yùn)行時(shí)內(nèi)存區(qū)域劃分

1.1 運(yùn)行時(shí)內(nèi)存區(qū)

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1.1.1 方法區(qū)（Method Area）

• 在JDK 1.8中，方法區(qū)被實(shí)現(xiàn)為元空間（Metaspace）。這是與永久代（PermGen）不同的一個(gè)區(qū)域，它使用本地內(nèi)存而不是JVM堆內(nèi)存。
• 元空間存儲(chǔ)了類(lèi)的元數(shù)據(jù)，例如類(lèi)的名稱、字段、方法、常量池等。
• 與永久代不同，元空間的大小不再受JVM參數(shù)-XX:MaxPermSize的限制，而是由-XX:MaxMetaspaceSize參數(shù)控制。

1.1.2 堆區(qū)（Heap）

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• 堆區(qū)是JVM中用于動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的區(qū)域，是所有線程共享的。
• 堆區(qū)進(jìn)一步細(xì)分為新生代（Young Generation）和老年代（Old Generation）。
  • 新生代：又分為Eden區(qū)、Survivor From區(qū)和Survivor To區(qū)，主要用于存放新創(chuàng)建的對(duì)象,分配比例默認(rèn)為三分之一的堆空間，默認(rèn)情況下，Eden區(qū)占據(jù)了年輕代空間的80%，而每個(gè)Survivor區(qū)則各占10%。
  • 老年代：用于存放長(zhǎng)時(shí)間存活的對(duì)象。
  • 當(dāng)Eden區(qū)沒(méi)有足夠的空間來(lái)存放新創(chuàng)建的對(duì)象時(shí)，JVM會(huì)觸發(fā)一次Minor GC（垃圾回收）。在這個(gè)過(guò)程中，仍存活的對(duì)象會(huì)被移動(dòng)到一個(gè)Survivor區(qū)（如果對(duì)象的年齡未達(dá)到閾值），或者如果對(duì)象的年齡已經(jīng)達(dá)到了閾值，它們會(huì)被移動(dòng)到老年代（Old Generation）。
• JVM使用垃圾收集器（Garbage Collector）自動(dòng)管理堆區(qū)內(nèi)存，回收不再使用的對(duì)象占用的內(nèi)存。

說(shuō)明
在JDK 1.8的JVM中，可以通過(guò)以下參數(shù)來(lái)調(diào)整年輕代的分配比例：

1. -Xmn：這個(gè)參數(shù)用于直接設(shè)置年輕代的大小。例如，-Xmn256m 將年輕代的大小設(shè)置為256MB。這個(gè)值會(huì)直接影響Eden區(qū)和Survivor區(qū)的大小，因?yàn)槟贻p代是Eden區(qū)和Survivor區(qū)的總和。
2. -XX:SurvivorRatio：這個(gè)參數(shù)用于設(shè)置Eden區(qū)與一個(gè)Survivor區(qū)的大小比例。例如，-XX:SurvivorRatio=8 表示Eden區(qū)與一個(gè)Survivor區(qū)的大小比例為8:1。如果Eden區(qū)的大小為8GB，那么每個(gè)Survivor區(qū)的大小就是1GB。
3. -XX:NewRatio：這個(gè)參數(shù)用于設(shè)置年輕代與老年代的大小比例。例如，-XX:NewRatio=2 表示年輕代與老年代的大小比例為1:2。如果堆的總大小為3GB，那么年輕代的大小為1GB，老年代的大小為2GB。
4. -XX:MaxNewSize：這個(gè)參數(shù)用于設(shè)置年輕代的最大值。當(dāng)年輕代的使用量達(dá)到這個(gè)值時(shí)，JVM會(huì)觸發(fā)一次Minor GC。
5. -XX:MinHeapFreeRatio 和 -XX:MaxHeapFreeRatio：這兩個(gè)參數(shù)用于調(diào)整堆內(nèi)存的自動(dòng)擴(kuò)展和收縮行為。當(dāng)空閑堆內(nèi)存比例低于MinHeapFreeRatio時(shí)，JVM會(huì)嘗試擴(kuò)展堆大小，直到達(dá)到-Xmx指定的最大堆大小。當(dāng)空閑堆內(nèi)存比例高于MaxHeapFreeRatio時(shí)，JVM會(huì)嘗試收縮堆大小，直到達(dá)到-Xms指定的初始堆大小

1.1.3 虛擬機(jī)棧（JVM Stack）

• 每個(gè)線程在創(chuàng)建時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)虛擬機(jī)棧，用于存儲(chǔ)方法調(diào)用的狀態(tài)信息，包括局部變量表、操作數(shù)棧、動(dòng)態(tài)鏈接、方法出口信息等。
• 每個(gè)方法執(zhí)行時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀（Stack Frame）來(lái)存儲(chǔ)該方法的局部變量、操作數(shù)棧、常量池引用等信息。
• 棧幀隨著方法的進(jìn)入和退出而創(chuàng)建和銷(xiāo)毀。

1.1.4 本地方法棧（Native Method Stack）

• 與虛擬機(jī)棧類(lèi)似，本地方法棧用于支持native方法的執(zhí)行。
• 當(dāng)一個(gè)線程調(diào)用一個(gè)native方法時(shí)，JVM會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的棧幀在本地方法棧中，用于存儲(chǔ)該native方法的局部變量、參數(shù)等信息。

1.1.5 程序計(jì)數(shù)器（Program Counter Register）

• 是一塊較小的內(nèi)存空間，可以看作是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的行號(hào)指示器。
• 字節(jié)碼解釋器工作時(shí)通過(guò)改變這個(gè)計(jì)數(shù)器的值來(lái)選取下一條需要執(zhí)行的字節(jié)碼指令。
• 它是線程私有的，每個(gè)線程都有一個(gè)獨(dú)立的程序計(jì)數(shù)器。

1.1.6 直接內(nèi)存（Direct Memory）

• 直接內(nèi)存并不是JVM運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的一部分，但它是被JVM規(guī)范所涵蓋的。
• 在JDK 1.4中引入了NIO（New I/O）類(lèi)，引入了一種基于通道（Channel）與緩沖區(qū)（Buffer）的I/O方式，它可以使用Native函數(shù)庫(kù)直接分配堆外內(nèi)存，然后通過(guò)一個(gè)存儲(chǔ)在Java堆里面的DirectByteBuffer對(duì)象作為這塊內(nèi)存的引用進(jìn)行操作。
• 使用直接內(nèi)存可以避免在Java堆和Native堆之間來(lái)回復(fù)制數(shù)據(jù)，因此在某些場(chǎng)景下可以提高性能。

2.jvm垃圾回收算法

2.1 標(biāo)記-清除（Mark-Sweep）算法

這是最基本的垃圾回收算法，分為“標(biāo)記”和“清除”兩個(gè)階段。標(biāo)記階段從根對(duì)象開(kāi)始，遞歸地訪問(wèn)對(duì)象圖，標(biāo)記所有可達(dá)的對(duì)象。清除階段則遍歷整個(gè)堆，回收所有未被標(biāo)記的對(duì)象。這種算法的主要缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片，影響程序的性能，其次標(biāo)記階段會(huì)stop-world
說(shuō)明
java語(yǔ)言中作為GC Root對(duì)象的有以下幾種

• 虛擬機(jī)棧中（棧幀中的本地變量表）的引用的對(duì)象
• 方法區(qū)中靜態(tài)屬性引用的對(duì)象
• 方法區(qū)中常量引用的對(duì)象
• 本地方法棧中JNI的引用對(duì)象

2.2 復(fù)制（Copying）算法

為了解決內(nèi)存碎片問(wèn)題，復(fù)制算法將可用內(nèi)存劃分為兩個(gè)等大的區(qū)域，每次只使用其中一個(gè)區(qū)域。當(dāng)這個(gè)區(qū)域用盡后，垃圾回收器會(huì)將還存活的對(duì)象復(fù)制到另一個(gè)區(qū)域，然后清空當(dāng)前使用的區(qū)域。這種算法在對(duì)象存活率較低時(shí)效率較高，但會(huì)浪費(fèi)一半的內(nèi)存空間。

2.3 標(biāo)記-整理（Mark-Compact）算法

標(biāo)記-整理算法結(jié)合了標(biāo)記-清除和復(fù)制算法的優(yōu)點(diǎn)。在標(biāo)記階段和標(biāo)記-清除算法一樣，但在清除階段，它會(huì)將所有存活的對(duì)象都向一端移動(dòng)，然后直接清理掉邊界以外的內(nèi)存。這樣既可以避免內(nèi)存碎片的產(chǎn)生，也不需要額外的內(nèi)存空間。

2.4 分代收集（Generational Collection）算法

基于對(duì)象存活周期的不同，將堆內(nèi)存劃分為幾個(gè)不同的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域使用不同的垃圾回收算法。在JDK 1.8中，年輕代（Young Generation）通常使用復(fù)制算法，而老年代（Old Generation）則使用標(biāo)記-清除或標(biāo)記-整理算法。
說(shuō)明
在JVM（Java虛擬機(jī)）的內(nèi)存管理中，堆內(nèi)存被劃分為年輕代（Young Generation）和老年代（Old Generation）。年輕代又被細(xì)分為Eden區(qū)、Survivor From區(qū)和Survivor To區(qū)，主要用于存放新創(chuàng)建的對(duì)象。這些區(qū)域的作用和存儲(chǔ)內(nèi)容如下：

1. Eden區(qū)：
   • 作用：Eden區(qū)是年輕代中用于存放新創(chuàng)建對(duì)象的主要區(qū)域。當(dāng)Java程序創(chuàng)建新對(duì)象時(shí)，這些對(duì)象首先會(huì)被分配到Eden區(qū)。
   • 存儲(chǔ)內(nèi)容：新創(chuàng)建的對(duì)象，如果對(duì)象的大小超過(guò)了Eden區(qū)的可用空間，那么會(huì)觸發(fā)一次Minor GC（垃圾回收），此時(shí)大對(duì)象會(huì)被直接晉升到老年代。
2. Survivor From區(qū)：
   • 作用：Survivor From區(qū)用于存放經(jīng)歷了一次或多次Minor GC后仍然存活的對(duì)象。在每次Minor GC后，Eden區(qū)和Survivor From區(qū)中的存活對(duì)象會(huì)被復(fù)制到Survivor To區(qū)，然后清空Eden區(qū)和Survivor From區(qū)。
   • 存儲(chǔ)內(nèi)容：在Minor GC后從Eden區(qū)復(fù)制過(guò)來(lái)的存活對(duì)象，以及之前Survivor To區(qū)復(fù)制過(guò)來(lái)的對(duì)象。
3. Survivor To區(qū)：
   • 作用：Survivor To區(qū)的作用與Survivor From區(qū)類(lèi)似，也用于存放經(jīng)歷了一次或多次Minor GC后仍然存活的對(duì)象。但在每次Minor GC后，Survivor From區(qū)和Eden區(qū)中的存活對(duì)象會(huì)被復(fù)制到Survivor To區(qū)，然后Survivor From區(qū)和Survivor To區(qū)的角色會(huì)互換。
   • 存儲(chǔ)內(nèi)容：在Minor GC后從Eden區(qū)和Survivor From區(qū)復(fù)制過(guò)來(lái)的存活對(duì)象。
     這種年輕代的設(shè)計(jì)（特別是Eden區(qū)和兩個(gè)Survivor區(qū)的比例通常為8:1:1）是為了優(yōu)化垃圾回收的性能和效率。通過(guò)復(fù)制算法，JVM可以快速地清理不再使用的對(duì)象，并為新對(duì)象提供空間。同時(shí)，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)象的年齡和晉升策略，JVM可以平衡內(nèi)存使用和性能之間的關(guān)系。

3.jvm垃圾回收器

3.1 Serial收集器

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1.jdk1.3.1 之前都是使用這個(gè)收集器
2.垃圾回收器會(huì)停止所有用戶線程
3.單線程處理垃圾回收
4.新生代使用復(fù)制算法，老年代使用標(biāo)記-整理 算法

3.2 Parallel Scavenge收集器

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使用多線程處理垃圾回收,jdk1.8 默認(rèn)垃圾回收器

3.3 CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器

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3.4 G1（Garbage-First）收集器

G1收集器

4.jvm年輕代，老年代，元空間回收策略

4.1 年輕代

年輕代主要存放新創(chuàng)建的對(duì)象，通常又被細(xì)分為Eden區(qū)和兩個(gè)Survivor區(qū)（S0和S1）。年輕代的回收策略通常采用復(fù)制（Copying）算法和標(biāo)記-清除（Mark-Sweep）算法。

• Eden區(qū)：新對(duì)象首先被分配到Eden區(qū)。當(dāng)Eden區(qū)滿時(shí)，會(huì)觸發(fā)一次Minor GC（也稱為Young GC）。在這次GC中，存活的對(duì)象會(huì)被復(fù)制到Survivor區(qū)（S0或S1），而死亡的對(duì)象會(huì)被清理掉。
• Survivor區(qū)：Survivor區(qū)用于存放經(jīng)歷了一次或多次Minor GC后仍然存活的對(duì)象。在每次Minor GC后，Eden區(qū)和一個(gè)Survivor區(qū)中的存活對(duì)象會(huì)被復(fù)制到另一個(gè)Survivor區(qū)，然后清空Eden區(qū)和被復(fù)制的Survivor區(qū)。這個(gè)過(guò)程會(huì)不斷重復(fù)，直到對(duì)象晉升到老年代。

4.2 老年代

老年代存放長(zhǎng)時(shí)間存活的對(duì)象。老年代的回收策略通常采用標(biāo)記-清除（Mark-Sweep）算法和標(biāo)記-整理（Mark-Compact）算法。

• 標(biāo)記-清除算法：首先標(biāo)記出存活的對(duì)象，然后清理掉未標(biāo)記的（即死亡的）對(duì)象。這種算法可能會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存碎片。
• 標(biāo)記-整理算法：在標(biāo)記存活對(duì)象后，將所有存活的對(duì)象向一端移動(dòng)，然后清理掉邊界以外的內(nèi)存。這樣可以避免內(nèi)存碎片的產(chǎn)生。
  老年代的GC通常稱為Major GC或Full GC，因?yàn)樗鼤?huì)同時(shí)回收年輕代和老年代中的垃圾對(duì)象。Major GC的頻率通常比Minor GC低，但每次GC的停頓時(shí)間可能會(huì)更長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)用程序的影響也更大。
  說(shuō)明
  虛擬機(jī)會(huì)給每個(gè)對(duì)象定義一個(gè)對(duì)象年齡計(jì)數(shù)器，在Eden區(qū)每經(jīng)過(guò)一次Minor GC存活對(duì)象，并且Survivor區(qū)能個(gè)容納這些存活對(duì)象，被移動(dòng)到Survivor區(qū)后，年齡計(jì)數(shù)器就會(huì)+1 默認(rèn)是15，超過(guò)這個(gè)閾值就會(huì)進(jìn)入到老年區(qū)，可以通過(guò)參數(shù)-XX:MaxTenuringThreshold 來(lái)設(shè)置這個(gè)閾值
  發(fā)生Minor GC 時(shí)，虛擬機(jī)會(huì)檢測(cè)之前每次晉升到老年代的平均大小是否大于老年代剩余空間大小，如果大于，則直接進(jìn)行一次Full GC ,如果小于則查看HandlePromotionFailure設(shè)置是否允許擔(dān)保失敗，如果允許，只進(jìn)行MinorGC ,反之進(jìn)行Full GC.

4.3 元空間

元空間的垃圾回收主要發(fā)生在類(lèi)加載器不再需要加載類(lèi)時(shí)，即當(dāng)類(lèi)加載器被垃圾回收時(shí)，它加載的類(lèi)的元數(shù)據(jù)也會(huì)被清理掉。元空間的垃圾回收通常不會(huì)引發(fā)應(yīng)用程序的停頓。

5.調(diào)優(yōu)參數(shù)

1. 堆內(nèi)存設(shè)置：
   • -Xms 和 -Xmx：分別設(shè)置JVM啟動(dòng)時(shí)的初始堆內(nèi)存和最大堆內(nèi)存。例如，-Xms256m -Xmx256m。
   • -XX:NewSize 和 -XX:MaxNewSize：設(shè)置年輕代的初始大小和最大大小。
   • -XX:SurvivorRatio：設(shè)置Eden區(qū)與Survivor區(qū)的大小比值。例如，-XX:SurvivorRatio=8 表示Eden區(qū)與一個(gè)Survivor區(qū)的大小之比為8:1:1。
2. 垃圾回收器選擇：
   • -XX:+UseParallelGC：選擇Parallel Scavenge收集器和Parallel Old收集器作為垃圾回收器。
   • -XX:+UseConcMarkSweepGC：選擇CMS收集器。
   • -XX:+UseG1GC：選擇G1收集器。
3. 垃圾回收調(diào)優(yōu)：
   • -XX:ParallelGCThreads：設(shè)置Parallel Scavenge收集器的線程數(shù)。
   • -XX:CMSInitiatingOccupancyFraction：設(shè)置CMS收集器開(kāi)始GC前老年代占用的百分比。
   • -XX:G1HeapRegionSize：設(shè)置G1收集器中每個(gè)Region的大小。
4. 元空間設(shè)置：
   • -XX:MetaspaceSize：設(shè)置元空間的初始大小。
   • -XX:MaxMetaspaceSize：設(shè)置元空間的最大大小。
5. 其他調(diào)優(yōu)參數(shù)：
   • -XX:+PrintGC：打印GC日志。
   • -XX:+PrintGCDetails：打印詳細(xì)的GC日志。
   • -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError：當(dāng)發(fā)生OutOfMemoryError時(shí)，導(dǎo)出堆的快照。
   • -XX:OnOutOfMemoryError：當(dāng)發(fā)生OutOfMemoryError時(shí)，執(zhí)行指定的命令。
   • -XX:HeapDumpPath=<path-to-heap-dump-file>: 指定堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)文件的輸出路徑。
   • -Xloggc:<path-to-gc-log-file>: 指定 GC 日志文件的輸出路徑。
   • -XX:+PrintGCDetails: 打印詳細(xì)的 GC 日志。
   • -XX:+PrintGCDateStamps: 在 GC 日志中打印時(shí)間戳。
   • -XX:+PrintGCApplicationStoppedTime: 打印 GC 暫停應(yīng)用程序的時(shí)間。
   • -XX:+PrintHeapAtGC: 在每次 GC 后打印堆的詳細(xì)信息。
   • -XX:+PrintTenuringDistribution: 打印對(duì)象年齡分布。
   • -XX:+UseGCLogFileRotation: 啟用 GC 日志文件輪換。
   • -XX:NumberOfGCLogFiles=<number>: 設(shè)置要保留的 GC 日志文件的數(shù)量。
   • -XX:GCLogFileSize=<size>: 設(shè)置每個(gè) GC 日志文件的大小。
   • -XX:+PrintAdaptiveSizePolicy: 打印自適應(yīng)大小的 GC 策略信息。

6.調(diào)優(yōu)命令與工具

6.1 jps

jps是一個(gè)常用的命令行工具，用于顯示指定系統(tǒng)內(nèi)所有的HotSpot虛擬機(jī)進(jìn)程，并顯示JVM主類(lèi)名或jar包名，以及JVM進(jìn)程的本地虛擬機(jī)唯一標(biāo)識(shí)符（LVMID，即pid）
常用方法如下

jps 

這將列出所有HotSpot JVM進(jìn)程的pid和主類(lèi)名或jar包名。

jps -l

使用-l選項(xiàng)，jps會(huì)輸出主類(lèi)或jar的完全路徑名。

ps -v

使用-v選項(xiàng)，jps會(huì)輸出傳遞給JVM的命令行參數(shù)。

jps -m

使用-m選項(xiàng)，jps會(huì)輸出傳遞給main方法的參數(shù)。

jps -l -v <pid>

你可以結(jié)合使用-l和-v選項(xiàng)，并指定pid，以獲取特定JVM進(jìn)程的詳細(xì)信息和參數(shù)。

6.2 jmap

用于生成堆內(nèi)存映射或堆轉(zhuǎn)儲(chǔ)文件。這對(duì)于分析內(nèi)存泄漏和內(nèi)存使用情況非常有幫助
常用命令如下

jmap -heap <pid>

這個(gè)命令用于打印堆內(nèi)存的使用情況，包括堆內(nèi)存的大小、新生代、老年代、元空間等區(qū)域的使用情況

jmap -dump:format=b,file=<filename> <pid>

這個(gè)命令用于生成堆的轉(zhuǎn)儲(chǔ)文件，通常用于后續(xù)的內(nèi)存分析。format=b表示輸出的文件是二進(jìn)制格式，<filename>是轉(zhuǎn)儲(chǔ)文件的名稱，<pid>是目標(biāo)Java進(jìn)程的進(jìn)程ID。

jmap -histo[:live] <pid>

這個(gè)命令用于統(tǒng)計(jì)堆中對(duì)象的數(shù)量，并按類(lèi)名、對(duì)象數(shù)量和所占空間大小進(jìn)行排序。加上:live選項(xiàng)后，只統(tǒng)計(jì)活的對(duì)象。

jmap -finalizerinfo <pid>

這個(gè)命令用于顯示那些在F-Queue隊(duì)列中等待Finalizer線程執(zhí)行finalizer方法的對(duì)象信息。

jmap -clstats <pid>

這個(gè)命令用于打印類(lèi)加載器的統(tǒng)計(jì)信息，包括加載的類(lèi)數(shù)量、總字節(jié)數(shù)等。

6.3 jstack

jstack（Stack Trace for Java）是一個(gè)用于生成Java虛擬機(jī)（JVM）當(dāng)前時(shí)刻的線程堆棧跟蹤信息的命令行工具。這對(duì)于分析線程問(wèn)題，如死鎖、線程阻塞、線程掛起等非常有用。

jstack <pid>

這個(gè)命令用于生成指定Java進(jìn)程ID（<pid>）的線程堆棧跟蹤信息，并將其打印到標(biāo)準(zhǔn)輸出（通常是終端或控制臺(tái)）。

jstack <pid> > stacktraces.txt

將jstack的輸出重定向到一個(gè)文件中，以便后續(xù)分析。在這個(gè)例子中，輸出被重定向到名為stacktraces.txt的文件中。

jstack -l <pid>

使用-l選項(xiàng)，jstack會(huì)輸出關(guān)于鎖的附加信息，這有助于識(shí)別死鎖和鎖爭(zhēng)用情況

jstack -F <pid>

如果正常的jstack請(qǐng)求不被響應(yīng)（例如，進(jìn)程掛起或崩潰），你可以使用-F選項(xiàng)強(qiáng)制jstack輸出線程堆棧信息。這會(huì)將輸出發(fā)送到標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤（stderr）。

6.4 jstat

用于實(shí)時(shí)監(jiān)控JVM的各種運(yùn)行狀態(tài)信息，包括類(lèi)加載、垃圾回收、即時(shí)編譯等。

jstat -class <pid>

這個(gè)命令用于顯示關(guān)于類(lèi)加載的信息，包括加載的類(lèi)數(shù)量、所占用空間大小、未加載的數(shù)量等。

jstat -compiler <pid>

這個(gè)命令顯示JVM實(shí)時(shí)編譯的數(shù)量等信息。

jstat -gc <pid>

這個(gè)命令提供關(guān)于垃圾收集的統(tǒng)計(jì)信息，包括新生代、老年代、永久代的垃圾收集情況。

jstat -gcnew <pid>

這個(gè)命令顯示年輕代對(duì)象的信息，包括Eden區(qū)、Survivor區(qū)的使用情況。

jstat -gcnewcapacity <pid>

這個(gè)命令顯示年輕代對(duì)象的信息及其占用量。

jstat -gcold <pid>

這個(gè)命令顯示老年代對(duì)象的信息。

jstat -gcoldcapacity <pid>

這個(gè)命令顯示老年代對(duì)象的信息及其占用量。

jstat -gcpermcapacity <pid>

這個(gè)命令顯示永久代對(duì)象的信息及其占用量。

jstat -printcompilation <pid>

這個(gè)命令顯示當(dāng)前VM正在執(zhí)行的編譯任務(wù)。

jstat -gc <pid> 1000 10

這個(gè)命令會(huì)每隔1000毫秒（1秒）查詢一次垃圾收集統(tǒng)計(jì)，總共查詢10次。

6.5 jinfo

用于實(shí)時(shí)查看和調(diào)整 Java 虛擬機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)。它既可以顯示 JVM 的系統(tǒng)屬性，也可以顯示命令行參數(shù)，甚至支持在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地更改部分參數(shù)。

jinfo [option] <pid>

其中，<pid> 是目標(biāo) Java 進(jìn)程的進(jìn)程 ID，而 option 可以是以下信息：

• -flag <name>: 打印指定 Java 虛擬機(jī)的參數(shù)值。
• -flag [+|-]<name>: 設(shè)置或取消指定 Java 虛擬機(jī)參數(shù)的布爾值。例如jinfo -flag +PrintGC 13297，啟用了PrintGC，GC后，便會(huì)輸出GC日志。
• -flag <name>=<value>: 設(shè)置指定 Java 虛擬機(jī)的參數(shù)的值。例如 jinfo -flag HeapDumpPath=/java/dump.hprof 15525 設(shè)置dump文件的路徑

6.6 dump文件

• 配置轉(zhuǎn)儲(chǔ)dump文件
  方式1：自動(dòng)生成到指定位置

  java -Xloggc:/path/to/gc.log -XX:+PrintGCDetails -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -XX:HeapDumpPath=/path/to/dump.hprof  -jar your-application.jar
  

  方式2：手動(dòng)導(dǎo)出到指定位置

  jmap -dump:format=b,file=D://heapdump.hprof 14696
  

  14696 是進(jìn)程號(hào)

• 使用工具分析dump文件

7.調(diào)優(yōu)案例

7.1 需要調(diào)優(yōu)嗎？

一般來(lái)說(shuō)，JVM調(diào)優(yōu)不是常規(guī)手段，而是Java性能優(yōu)化的最后選擇。JVM經(jīng)過(guò)不斷的優(yōu)化迭代，其默認(rèn)參數(shù)通常能夠滿足絕大部分應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

然而，在某些特殊情況下，如資源非常緊張或?qū)π阅苡袠O高要求的環(huán)境中，可能需要根據(jù)線上實(shí)際JVM各個(gè)區(qū)域的大小占比來(lái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膮?shù)調(diào)整。例如，當(dāng)Heap內(nèi)存（老年代）持續(xù)上漲達(dá)到設(shè)置的最大內(nèi)存值、Full GC次數(shù)頻繁、GC停頓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（超過(guò)1秒）、應(yīng)用出現(xiàn)OutOfMemory等內(nèi)存異常、應(yīng)用中有使用本地緩存且占用大量?jī)?nèi)存空間、系統(tǒng)吞吐量與響應(yīng)性能不高或下降等情況時(shí)，可以考慮進(jìn)行JVM調(diào)優(yōu)。

在進(jìn)行JVM調(diào)優(yōu)時(shí)，需要全面監(jiān)控和詳細(xì)分析性能數(shù)據(jù)，確保調(diào)整的參數(shù)能夠真正提升系統(tǒng)性能。同時(shí)，也要注意不要過(guò)度優(yōu)化，以免引入新的問(wèn)題或增加系統(tǒng)的復(fù)雜性。

7.2 調(diào)優(yōu)量化指標(biāo)

JVM調(diào)優(yōu)的量化指標(biāo)主要包括以下幾個(gè)方面：

1. 內(nèi)存占用量：過(guò)高的內(nèi)存占用可能導(dǎo)致系統(tǒng)資源緊張，影響整體性能。通常，我們可以通過(guò)監(jiān)控工具來(lái)觀察JVM的內(nèi)存使用情況，包括堆內(nèi)存、棧內(nèi)存和方法區(qū)內(nèi)存的使用情況。在調(diào)優(yōu)過(guò)程中，需要關(guān)注內(nèi)存占用率是否過(guò)高，以及是否存在內(nèi)存泄漏等問(wèn)題。

2. 延遲（或停頓時(shí)間）：延遲是指由于垃圾收集等原因?qū)е碌某绦驎和r(shí)間。對(duì)于需要快速響應(yīng)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，延遲是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。調(diào)優(yōu)過(guò)程中需要關(guān)注垃圾收集的頻率和持續(xù)時(shí)間，以及選擇合適的垃圾收集器來(lái)降低延遲。

3. 吞吐量：吞吐量是指單位時(shí)間內(nèi)程序完成的任務(wù)數(shù)量。在JVM調(diào)優(yōu)中，我們通常關(guān)注CPU在用戶應(yīng)用程序運(yùn)行的時(shí)間與總運(yùn)行時(shí)間的比例，即程序的執(zhí)行效率。提高吞吐量可以通過(guò)優(yōu)化代碼、減少不必要的對(duì)象創(chuàng)建和銷(xiāo)毀、使用合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方式實(shí)現(xiàn)。

4. Full GC次數(shù)：Full GC（全局垃圾收集）是JVM中一種較為耗時(shí)的垃圾收集方式，會(huì)暫停所有用戶線程進(jìn)行垃圾回收。因此，F(xiàn)ull GC的次數(shù)也是評(píng)估JVM性能的重要指標(biāo)之一。在調(diào)優(yōu)過(guò)程中，需要關(guān)注Full GC的觸發(fā)頻率和原因，以及如何通過(guò)調(diào)整JVM參數(shù)或優(yōu)化代碼來(lái)減少Full GC的次數(shù)。

5. 響應(yīng)時(shí)間：對(duì)于交互式應(yīng)用來(lái)說(shuō)，響應(yīng)時(shí)間是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。它反映了系統(tǒng)對(duì)用戶請(qǐng)求的響應(yīng)速度。在JVM調(diào)優(yōu)中，需要關(guān)注系統(tǒng)的平均響應(yīng)時(shí)間和最大響應(yīng)時(shí)間，以確保用戶體驗(yàn)的順暢性。

需要注意的是，以上指標(biāo)并不是孤立的，它們之間相互影響、相互制約。在JVM調(diào)優(yōu)過(guò)程中，需要綜合考慮各個(gè)指標(biāo)的表現(xiàn)，找到最佳的平衡點(diǎn)。同時(shí)，不同應(yīng)用場(chǎng)景和優(yōu)化目標(biāo)可能需要關(guān)注不同的指標(biāo)和調(diào)優(yōu)方法。因此，在進(jìn)行JVM調(diào)優(yōu)時(shí)，需要明確優(yōu)化目標(biāo)并結(jié)合實(shí)際場(chǎng)景來(lái)選擇合適的調(diào)優(yōu)策略。

7.3 監(jiān)控前準(zhǔn)備工作

• 1.安裝Jprofiler監(jiān)控程序（可監(jiān)控本地或遠(yuǎn)程）

• 2.應(yīng)用程序添加如下參數(shù)

-Xloggc:/gc.log #GC日志記錄文件
-XX:+PrintGCDetails # 打印GC日志
-XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError 
-XX:HeapDumpPath=/dump.hprof

• 3.安裝GCView 分析GC日志用
• 4.優(yōu)化前堆棧配置
  使用jmap -heap pid 查看堆內(nèi)存信息如下

Heap Configuration:
   MinHeapFreeRatio         = 0
   MaxHeapFreeRatio         = 100
   MaxHeapSize              = 268435456 (256.0MB)
   NewSize                  = 89128960 (85.0MB)
   MaxNewSize               = 89128960 (85.0MB)
   OldSize                  = 179306496 (171.0MB)
   NewRatio                 = 2
   SurvivorRatio            = 8
   MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB)
   CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)
   MaxMetaspaceSize         = 17592186044415 MB
   G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB)

7.4分析案例

7.4.1 OutOfMemoryError

常見(jiàn)的OutOfMemoryError分別有一下幾類(lèi)

• HeapOutOfMemoryError
  這個(gè)錯(cuò)誤表明 Java 堆內(nèi)存不足。Java 堆是 JVM 用于存儲(chǔ)對(duì)象實(shí)例的區(qū)域。當(dāng)應(yīng)用程序創(chuàng)建對(duì)象并且 JVM 無(wú)法在堆中分配足夠的空間時(shí)，就會(huì)拋出此錯(cuò)誤。
• GCOverheadLimitExceededError
  這個(gè)錯(cuò)誤發(fā)生在垃圾收集器花費(fèi)太多時(shí)間嘗試回收內(nèi)存，但實(shí)際上回收到的內(nèi)存很少。這通常意味著存在內(nèi)存泄漏，或者應(yīng)用程序需要更多的堆內(nèi)存。
• Metaspace
  在 Java 8 及之后的版本中，元數(shù)據(jù)區(qū)（Metaspace）取代了永久代。如果 Metaspace 空間不足，就會(huì)拋出此錯(cuò)誤。
• DirectBufferMemory
  這個(gè)錯(cuò)誤與直接緩沖區(qū)相關(guān)，直接緩沖區(qū)是 Java NIO（New I/O）包中用于高效 I/O 操作的一種內(nèi)存區(qū)域。如果 JVM 無(wú)法為直接緩沖區(qū)分配更多內(nèi)存，就會(huì)拋出此錯(cuò)誤。

分析與定位
生成一般容易產(chǎn)生OutOfMemoryError異常的場(chǎng)景有，遞歸調(diào)用，導(dǎo)入導(dǎo)出，報(bào)表查詢等等，這些操作過(guò)程中容易將數(shù)據(jù)都放在內(nèi)存中，導(dǎo)致OutOfMemoryError，其次是業(yè)務(wù)量起來(lái)后目前jvm配置參數(shù)不能支持當(dāng)前業(yè)務(wù)并發(fā)量的時(shí)候也會(huì)產(chǎn)生OutOfMemoryError異常，所以，OutOfMemoryError分析與定位分下面兩方面。

• 代碼導(dǎo)致
  OutOfMemoryError 一般會(huì)打印異常日志，日志中分析定位引發(fā)問(wèn)題的代碼進(jìn)行優(yōu)化
• 并發(fā)量導(dǎo)致
  這種場(chǎng)景下，需要分析根據(jù)目前機(jī)器內(nèi)存和并發(fā)量大小配置什么樣比例的jvm內(nèi)存才合適,參考下面文章估算思路
  億級(jí)流量電商系統(tǒng)JVM模型參數(shù)預(yù)估方案

7.4.2 響應(yīng)延遲

從jvm的角度分析（默認(rèn)Parallel 收集器），響應(yīng)延遲一般都是因?yàn)樵诶厥者^(guò)程中標(biāo)記過(guò)程需要stop-the-world，沒(méi)辦法處理客戶端請(qǐng)求，而且如果發(fā)生full gc的話，年輕代，老年代，元空間都需要被回收，整個(gè)過(guò)程時(shí)間又被拉長(zhǎng)，這就導(dǎo)致了響應(yīng)延遲，所以，這方面優(yōu)化主要是控制年輕代回收過(guò)程標(biāo)記過(guò)程時(shí)間，和避免full gc的頻繁發(fā)生

7.4.3 CPU飆升

排查步驟
1.通過(guò)top 命令查看占用cpu資源的進(jìn)程
2.通過(guò)ps -mp 命令把這個(gè)pid下的線程占用cpu情況查出來(lái)
3.通過(guò)printf “%x\n” tid 命令把這個(gè)id轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制的數(shù)字
4.通過(guò)jstack pid grep tid 找到引起異常的java堆棧信息代碼