1、JVM虚拟机组成及内存分配

三大部分：

1. 类装载子系统
2. JVM虚拟机
3. 字节码执行引擎

其中，JVM虚拟机运行时数据区（内存模型）包含五部分：堆、栈（线程）、方法区（元空间）、本地方法栈、程序计数器。

• 堆：对象等，
• 栈：方法等，
• 方法区：常量、静态变量、类信息
• 本地方法栈：native修饰的方法、接口，C++实现
• 程序计数器：记录线程下一次该执行的位置

其中：

• 所有线程共享：堆、方法区
• 线程私有：栈、本地方法栈、程序计数器

字节码执行引擎负责为程序计数器的下一个执行位置做更新。

字节码执行引擎负责垃圾收集线程。

一个方法对应的帧栈中包括：

1. 局部变量表
2. 操作数栈
3. 动态链接
4. 方法出口

2、GC垃圾回收机制解析

定位到 GC Roots根节点——可达性分析算法

2.1 gc时内部逻辑：

• Eden space：伊甸园区，属于年轻代区。gc时判断存在引用则移动到survivor区。此处无引用，gc，属于minor gc。
• Survivor：属于年轻代，有survivor0、survivor1两部分，一次gc引用判断之后，如果还有引用，年龄+1，从0区移动到1区。
• Old Gen：老年代，存活时间很久的对象（有些判断逻辑下根据一批对象的内存大小超过一定大小，比如60%直接从Eden移动到老年代）。survivor区中的年龄达到15时，移动到此，当此处内存已满，无法继续向此处移动时，内存溢出，OOM。需要full gc，即干掉这块内存占用。

其中，Eden区与survivor区内存占比8:1。

常用jvm调优工具：

• jmap
• jstack
• Jinfo
• jvisualvm
• JConsole
• 近年国内热门好用：阿里巴巴Arthas

2.2 调优工具：阿里巴巴Arthas详解：

Arthas 是一款线上监控诊断产品，通过全局视角实时查看应用 load、内存、gc、线程的状态信息，并能在不修改应用代码的情况下，对业务问题进行诊断，包括查看方法调用的出入参、异常，监测方法执行耗时，类加载信息等，大大提升线上问题排查效率。官方文档十分详细，地址：https://arthas.aliyun.com/doc/

可以在线解决生产问题。无需 JVM 重启，无需代码更改。 Arthas 作为观察者永远不会暂停正在运行的线程。

Arthas（阿尔萨斯）能做什么？

帮助解决以下问题：

0. 这个类从哪个jar包加载到？为什么会报各种类相关的Exception？
1. 我改的代码为什么没有执行到？难道是没commit？分支搞错了？
2. 遇到问题无法线上debug，难道只能通过加日志再重新发布？
3. 线上遇到某个用户的数据处理有问题，但线上无法debug，线上无法复现！
4. 是否有一个全局视角来查看系统的运行状况？
5. 有什么办法可以监控到JVM的实时运行状态？
6. 怎么快速定位到应用的热点，生成火焰图？
7. 怎样直接从JVM内查找某个类的实例？

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，同时提供丰富的 Tab 自动补全功能，进一步方便进行问题的定位和诊断。

2.3 JVM调优的最终目的——减少STW

STW：stop the world，停顿影响。GC操作会暂停用户线程，如果出现次数频繁或者操作耗时，影响性能。所以JVM调优的目的是为了减少SWT的影响，从而卡顿减少、提升性能。

3.常用GC机制的特征

• G1：部分回收，STW时间设置后，在设置的时间内回收，然后继续，避免堆内存比较大时GC的STW过久。
• Parallel：jdk8默认回收机制，一次性回收。