一、jvm基本概况

1、必要性
在生产环境中可能会出现应用无反应，CPU飙升，内存占用太大等问题，可以从jvm的角度考虑。
2、jvm参数
2.1 jvm参数分为三种：

• 标准参数
  -help
  -version
• -X参数（非标准参数）
  -Xint
  -Xcomp
• -XX参数（使用率较高）
  -XX:newSize
  -XX:UseSerialGC

2.2 标准参数
jvm的标准参数一般都很稳定，在未来的jvm版本中不会改变，可以使用java -help查看所有标准参数。
如：-help，-version，-D<名称>=<值>
2.3 非标准参数
jvm的-X参数是非标准参数，在不同的jvm版本中，参数可能会不同，可以使用java -X查看非标准参数。
如：-Xint,-Xcomp,-Xmixed
2.4 -XX参数
-XX参数也是非标准参数，主要用于jvm调优和dubug操作。
-XX参数的使用有两种类型，一种是boolean类型，一种是非boolean类型。

• boolean模式
  -XX:[±]< name >表示启用或禁用name属性。
  如-XX:+DisableExplicitGC，表示禁止手动调用gc操作，也就是说System.gc()无效。
• 非boolean模式
  -XX:< name >=< value > 表示name属性的值为value
  如：-XX:NewRatio=1 表示新生代和老年代的比值
  2.5 -Xms和-Xmx参数
  -Xms和-Xmx分别是失职jvm堆内存初始值和最大值。
  -Xmx2048m：等价于-XX:MaxHeapSize，设置JVM最大堆内存为2048M。
  -Xms512m：等价于-XX:InitialHeapSize，设置JVM初始堆内存为512M。
  2.6 查看jvm运行参数
• 运行java命令时打印出运行参数
  只需要添加-XX:+PrintFlagsFinal参数即可。
  如java -XX:+PrintFlagsFinal -version
  
  由上述的信息可以看出，参数有boolean类型和数字类型，值的操作符是=或:=，分别代表默认值和被修改的值。
• 查看正在运行的java进程的参数
  这种情况下需要借助jinfo命令查看。
  查看所有参数方法：jinfo -flags <进程id>
  
  查看某一个参数：jinfo -flag <参数名> <进程id>
  
  3、jvm内存模型
  jvm内存模型在1.7和1.8版本之间有较大变化。
  3.1 jdk1.7内存模型
  
• Young 年轻代
  年轻代被划分成三个区，Eden和两个大小严格相同的Survivor区,Survivor区，同一时刻只有一个区被使用，另一个用于垃圾收集时复制对象使用。当Eden区变满时，GC就会把Eden中存活的对象复制到Survivor区，根据JVM的策略，在经过几次垃圾回收之后依然存活的对象会被转移到Tenured区。
• Tenured 老年代
  主要用于保存生命周期较长的对象，当年轻代对象在多次垃圾回收之后依然存活就会被转移到Tenured区，一些大对象也会直接被分配在Tenured区。
• Perm 永久代
  主要用于保存class，method，filed对象。这部份的空间一般不会溢出，除非一次性加载了很多的类。或者热部署时重新部署后，类的class没有被卸载掉，造成了大量的class对象保存在了perm中。
• Virtual区
  最大内存和初始内存的差值。
  3.2 jdk1.8内存模型
  
  年轻代：Eden + 2*Survivor
  年老代：OldGen
  在1.8中Perm区取消，使用Metaspace（元数据空间）进行替换。
  Metaspace使用的内存空间不是虚拟机内部，不属于堆内存，而是本地内存空间，这是与1.7最大的区别所在。
  
  3.3 为什么要弃用永久区
  官网给出了解释：http://openjdk.java.net/jeps/122
  This is part of the JRockit and Hotspot convergence effort. JRockit customers do not need to configure the permanent generation (since JRockit does not have a permanent generation) and are accustomed to not configuring the permanent generation. 移除永久代是为融合HotSpot JVM与 JRockit VM而做出的努力，因为JRockit没有永久代，不需要配置永久代。
  3.4 jstat命令查看堆内存
  jstat可以查看堆内存各部分使用量以及类加载情况。
  jstat [-命令选项] [vmid] [间隔时间/毫秒] [查询次数]
• jstat -class < pid >
  类加载统计
  Loaded：加载class的数量
  Bytes：所占用空间大小
  Unloaded：未加载数量
  Bytes：未加载占用空间
  Time：时间
• jstat -compiler < pid >
  编译统计
  Compiled：编译数量。
  Failed：失败数量
  Invalid：不可用数量
  Time：时间
  FailedType：失败类型
  FailedMethod：失败的方法
• jstat -gc < pid >
  指定打印的间隔和次数，每1秒中打印一次，共打印5次
  
  S0C：第一个Survivor区的大小（KB）
  S1C：第二个Survivor区的大小（KB）
  S0U：第一个Survivor区的使用大小（KB）
  S1U：第二个Survivor区的使用大小（KB）
  EC：Eden区的大小（KB）
  EU：Eden区的使用大小（KB）
  OC：Old区大小（KB）
  OU：Old使用大小（KB）
  MC：方法区大小（KB）
  MU：方法区使用大小（KB） CCSC：压缩类空间大小（KB） CCSU：压缩类空间使用大小（KB） YGC：年轻代垃圾回收次数
  YGCT：年轻代垃圾回收消耗时间
  FGC：老年代垃圾回收次数
  FGCT：老年代垃圾回收消耗时间
  GCT：垃圾回收消耗总时间
  4、jmap使用及内存溢出分析
  4.1 查看内存使用情况
  jmao -heap < pid >
  
  
  4.2 查看内存中数量和大小
  查看所有对象，包括活跃和非活跃的
  jmap -histo < pid > | more
  查看活跃对象
  jmap -histo:live < pid > | more
  4.3 将内存使用情况dump到文件中
  jmap -dump:format=b,file=dumpFileName < pid >
  
  4.4 通过jhat对dump文件分析
  使用jmap对内存dump的文件是二进制文件，可以借助jhat工具进行查看。
  jhat -port < port > < file >
  
  可以使用浏览器访问9999端口即可。
  
  4.5 使用mat工具对dump文件进行分析
  MAT(Memory Analyzer Tool)，是一个基于Eclipse的内存分析工具，可以查找内存泄漏，分析内存对象，提供报表分析展示。这款工具不仅可以分析dump出来的内存文件还可以直接连接运行的服务器获取内存文件。
  官网地址：https://www.eclipse.org/mat/
  
  5. jstack的使用
  jstack主要用于查看jvm线程情况。jstack可以将正在运行的jvm线程情况进行快照。
  jstack < pid>
  
  
  可以看到，程序中出现了一个死锁。
  5.1 线程的状态
  
• 初始(NEW)：新创建了一个线程对象，但还没有调用start()方法。
• 运行(RUNNABLE)：Java线程中将就绪（ready）和运行中（running）两种状态笼统的称为“运行”。
  线程对象创建后，其他线程(比如main线程）调用了该对象的start()方法。该状态的线程位于可运行线程池中，等待被线程调度选中，获取CPU的使用权，此时处于就绪状态（ready）。就绪状态的线程在获得CPU时间片后变为运行中状态（running）。
• 阻塞(BLOCKED)。
  当一条正在执行的线程请求某一资源失败时，就会进入阻塞态。
  而在Java中，阻塞态专指请求锁失败时进入的状态。
• 等待(WAITING)
  当前线程中调用wait、join、park函数时，当前线程就会进入等待态。
  线程处于等待态表示它需要等待其他线程的指示才能继续运行。
  进入等待态的线程会释放CPU执行权，并释放资源（如：锁）
• 超时等待(TIMED_WAITING)
  它和等待态一样，并不是因为请求不到资源，而是主动进入，并且进入后需要其他线程唤醒；
  进入该状态后释放CPU执行权 和 占有的资源。
  与等待态的区别：到了超时时间后自动进入阻塞队列，开始竞争锁。
• 终止(TERMINATED)
  表示该线程已经执行完毕。
  6、VisualVM工具的使用
  VisualVM能够监视线程、内存情况。在jdk的bin目录下。
  内存信息
  线程信息
  Dump堆（本地进程）
  Dump线程（本地进程）
  打开堆Dump。堆Dump可以用jmap来生成。
  打开线程Dump
  生成应用快照（包含内存信息、线程信息等等）
  性能分析。CPU分析（各个方法调用时间，检查哪些方法耗时多），内存分析（各类对象占用的内存，检查哪些类占用内存多）
  ……
  6.1监视远程的jvm
  JMX（Java Management Extensions，即Java管理扩展）是一个为应用程序、设备、系统等植入管理功能的框架。JMX可以跨越一系列异构操作系统平台、系统体系结构和网络传输协议，灵活的开发无缝集成的系统、网络和服务管理应用。
  如果要监视远程的tomcat,需要对远程tomcat进行JMX配置。
  #在tomcat的bin目录下，修改catalina.sh，添加如下的参数 JAVA_OPTS="-Dcom.sun.management.jmxremote -Dcom.sun.management.jmxremote.port=9999 - Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false -Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false"
  #这几个参数的意思是：
  #-Dcom.sun.management.jmxremote ：允许使用JMX远程管理
  #-Dcom.sun.management.jmxremote.port=9999 ：JMX远程连接端口
  #-Dcom.sun.management.jmxremote.authenticate=false ：不进行身份认证，任何用户都可以连接
  #-Dcom.sun.management.jmxremote.ssl=false ：不使用ssl