1、JVM虛擬機組成及內存分配

三大部分：

1. 類裝載子系統
2. JVM虛擬機
3. 字節碼執行引擎

其中，JVM虛擬機運行時數據區（內存模型）包含五部分：堆、棧（線程）、方法區（元空間）、本地方法棧、程序計數器。

• 堆：對象等，
• 棧：方法等，
• 方法區：常量、靜態變量、類信息
• 本地方法棧：native修飾的方法、接口，C++實現
• 程序計數器：記錄線程下一次該執行的位置

其中：

• 所有線程共享：堆、方法區
• 線程私有：棧、本地方法棧、程序計數器

字節碼執行引擎負責為程序計數器的下一個執行位置做更新。

字節碼執行引擎負責垃圾收集線程。

一個方法對應的幀棧中包括：

1. 局部變量表
2. 操作數棧
3. 動態鏈接
4. 方法出口

2、GC垃圾回收機制解析

定位到 GC Roots根節點——可達性分析算法

2.1 gc時內部邏輯：

• Eden space：伊甸園區，屬于年輕代區。gc時判斷存在引用則移動到survivor區。此處無引用，gc，屬于minor gc。
• Survivor：屬于年輕代，有survivor0、survivor1兩部分，一次gc引用判斷之后，如果還有引用，年齡+1，從0區移動到1區。
• Old Gen：老年代，存活時間很久的對象（有些判斷邏輯下根據一批對象的內存大小超過一定大小，比如60%直接從Eden移動到老年代）。survivor區中的年齡達到15時，移動到此，當此處內存已滿，無法繼續向此處移動時，內存溢出，OOM。需要full gc，即干掉這塊內存占用。

其中，Eden區與survivor區內存占比8:1。

常用jvm調優工具：

• jmap
• jstack
• Jinfo
• jvisualvm
• JConsole
• 近年國內熱門好用：阿里巴巴Arthas

2.2 調優工具：阿里巴巴Arthas詳解：

Arthas 是一款線上監控診斷產品，通過全局視角實時查看應用 load、內存、gc、線程的狀態信息，并能在不修改應用代碼的情況下，對業務問題進行診斷，包括查看方法調用的出入參、異常，監測方法執行耗時，類加載信息等，大大提升線上問題排查效率。官方文檔十分詳細，地址：https://arthas.aliyun.com/doc/

可以在線解決生產問題。無需 JVM 重啟，無需代碼更改。 Arthas 作為觀察者永遠不會暫停正在運行的線程。

Arthas（阿爾薩斯）能做什么？

幫助解決以下問題：

0. 這個類從哪個jar包加載到？為什么會報各種類相關的Exception？
1. 我改的代碼為什么沒有執行到？難道是沒commit？分支搞錯了？
2. 遇到問題無法線上debug，難道只能通過加日志再重新發布？
3. 線上遇到某個用戶的數據處理有問題，但線上無法debug，線上無法復現！
4. 是否有一個全局視角來查看系統的運行狀況？
5. 有什么辦法可以監控到JVM的實時運行狀態？
6. 怎么快速定位到應用的熱點，生成火焰圖？
7. 怎樣直接從JVM內查找某個類的實例？

版本：支持 JDK 6+（4.x 版本不再支持 JDK 6 和 JDK 7），支持 Linux/Mac/Windows，采用命令行交互模式，同時提供豐富的 Tab 自動補全功能，進一步方便進行問題的定位和診斷。

2.3 JVM調優的最終目的——減少STW

STW：stop the world，停頓影響。GC操作會暫停用戶線程，如果出現次數頻繁或者操作耗時，影響性能。所以JVM調優的目的是為了減少SWT的影響，從而卡頓減少、提升性能。

3.常用GC機制的特征

• G1：部分回收，STW時間設置后，在設置的時間內回收，然后繼續，避免堆內存比較大時GC的STW過久。
• Parallel：jdk8默認回收機制，一次性回收。