3. 对象分配

对象在内存中如何分配

对象优先在Eden区中分配，当Eden区没有足够的空间时，会触发垃圾回收，把存活的对象移动到Survicor空间，如果Survivor空间也满了，则会把部分对象移动到老年代中，如果对象太大，是一个大对象，则这个对象会直接分配到老年代，不会发生GC

对象如何从年轻代进入老年代

• 对象年龄够老，默认是15，可以通过XX:MaxTenuringThreshold设置,复制到老年代，同时年龄加1
• 大对象会直接分配到老年代，大对象的定义和具体的JVM版本，堆大小，垃圾回收策略有关，一般为2K~128k,可以通过XX:pretenureSizeThreshold设置其大小

4. 垃圾收集器

JVM针对新生代和老年代分别提供了不同的垃圾收集器，新生代有Serial,ParNew,Parallel Scavenge,针对老年代提供的垃圾收集器有Serial Old，Parallel Old，CMS，还有针对不同区域的G1分区收集算法

常见的垃圾收集器

Serial垃圾收集器

Java虚拟机运行在Client模式下的新生代的默认垃圾收集器，基于复制算法实现，是一个单线程收集器，在进行垃圾收集时，必须暂停其他所有工作线程，直到垃圾收集结束，Serial收集器对于但CPU运行环境来说，没有线程交互开销，可以获得最高的单线程垃圾收集效率

ParNew垃圾收集器

Java虚拟机运行在Server模式下，新生代的默认垃圾收集器，基于复制算法实现，采用多线程模式工作，在进行垃圾收集时，必须暂停其他所有工作线程，直到垃圾收集结束，ParNew垃圾收集器默认开启与CPU同等数量的线程进行垃圾回收，可以通过-XX:ParallelGCThreads参数调节工作线程数

Parallel Scavenge垃圾收集器

Parallel Scavenge垃圾收集器是为提高新生代垃圾收集效率而设计的垃圾收集器，基于复制算法实现，采用多线程，在系统吞吐量上有很大的优化，，可以更高效的利用CPU完成垃圾回收任务，Parallel Scavenge提供了三个参数用于调节，控制垃圾回收的停顿时间及吞吐量，分别是：控制足最大垃圾收集停顿时间：-XX:MaxGCPauseMillis，控制吞吐量大小：-XX:GCTimeRation，控制是否开启自适应调节策略：UseAdaptiveSizePolicy

Serial Old垃圾收集器

Serial Old是JVM运行在Client模式下，老年代的默认垃圾收集器，Serial Old是Serial的老年代实现，同Serial一样采用单线程执行，不同的是Serial Old基于标记整理算法实现

Parallel Old垃圾收集器

Parallel Old垃圾收集器采用多线程并发进行垃圾回收，基于标记整理法实现，在设计上优先考虑系统吞吐量，其次考虑停顿时间等因素

CMS垃圾收集器

CMS垃圾收集器是为老年代设计的垃圾收集器，其主要目的是达到最短时间的垃圾回收停顿时间，基于线程的标记清除算法实现

CMS的垃圾回收过程

• 初始标记：只标记GC Roots直接关联的对象，速度很快，需要暂停所有工作线程
• 并发标记：和用户一起工作，执行GC Roots跟踪标记过程，不需要暂停工作线程
• 重新标记：为了确保并发标记的正确性，重新标记已经标记的对象，需要暂停工作线程
• 并发清除：和用户线程一起工作，执行清除GC Roots不可达对象的任务，不需要暂停工作线程

G1垃圾收集器

G1垃圾收集器是为了避免全区域垃圾收集引起的系统停顿，将堆内存划分大小固定的几个独立区域，独立使用这些区域跟踪垃圾收集进度，同时在维护一个优先级列表，根据系统允许的最长垃圾收集时间，优先回收垃圾最多的区域，相对于CMD垃圾收集器，G1垃圾收集器不产生内存碎片，可以精确的控制停顿时间，在不牺牲吞吐量的前提下实现停顿垃圾回收

G1垃圾回收器参数

• -XX:MaxGCPauseMillis:暂停毫秒级，默认200毫秒
• -XX:G1HeapRegionSize:区域大小，默认最多2048块，每块的大小需要为2的幂次方，最大为32M
• -XX:G1NewSizePercent:新生代的最低百分比，默认5%
• -XX:G1MaxNewSizePercent:新生代的最大百分比，默认60%

5. 类加载器

类加载器负责将class文件加载到java虚拟机中，并为之创建一个Class对象

类加载器的流程

• 加载:将class文件加载到内存中，将静态数据结构转化成方法区中运行时的数据结构，在堆中生成一个代表这个类的对象，作为数据访问的入口
• 验证：确保加载的类符合JVM规范和安全，保证被效验类的方法在运行时不会做出危害虚拟机的事件，做一个安全检查
• 准备：为static变量在方法区中分配内存空间，设置变量的初始值，注意只设置静态变量，不包括实例变量，实例变量在对象初始化时赋值
• 解析:虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程，符号引用中的符号可以是任何形式的字面量，只要能无歧义的定位到目标即可，直接引用是可以直接指向目标的指针，相对偏移量或者间接定位到目标的句柄
• 初始化：初始化类变量和其他资源
• 使用
• 卸载：GCh将对象从内存中卸载

常用的类加载器

• 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader):虚拟机内置类加载器，加载java核心类库，如JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar,resources.jar,sun.boot.class.path，使用C+/C++实现,他没有父类加载器，是扩展类加载器和应用程序加载器的父类加载器
• 扩展类加载器(Extension classLoader):由java语言编写，从系统属性java.ext.dirs目录中或者JDK安装目录JRE/lib/ext加载类库
• 应用程序类加载器(Application ClassLoader):应用程序类加载器，负责加载用户类路径上所指定的类，我们程序中默认的类加载器,可以通过ClassLoader#getSystemClassLoader()获取并操作这个加载器

双亲委派机制

双亲委派机制是当一个类加载器需要加载一个字节码文件时，首先会把这个任务委托给他的上级类加载器，上级类加载器又交给他的上级，以此递归，直到上级类加载器不能加载该字节码文件，然后再自己去加载这个字节码文件，如果自己也无法加载则抛出ClassNotFoundException异常，这样做的好处是防止一个字节码文件多次加载，保证了数据的安全性，即使重复加载了也不会是同一个class对象

6. JVM调优

在调优之前要先明确是否需要使用JVM调优，因为大多数Java应用是不需要调优的，大多数导致GC问题的原因是代码层面的问题，比如创建的对象数量过多，使用了大量的全局变量和大对象

需要调优的场景

• Heap内存(老年代)持续上涨，达到设置的最大内存值
• Full GC次数频繁
• GC停顿时间过长
• 应用出现OutOfMemory等内存异常
• 系统吞吐量不高

调优步骤