一、JVM内存模型及垃圾收集算法
1.根据Java虚拟机规范，JVM将内存划分为：
- New（年轻代）
- Tenured（年老代）
- 永久代（Perm）
其中New和Tenured属于堆内存，堆内存会从JVM启动参数（-Xmx:3G）指定的内存中分配，Perm不属于堆内存，有虚拟机直接分配，但可以通过-XX:PermSize -XX:MaxPermSize 等参数调整其大小。
年轻代（New）：年轻代用来存放JVM刚分配的Java对象
年老代（Tenured)：年轻代中经过垃圾回收没有回收掉的对象将被Copy到年老代
永久代（Perm）：永久代存放Class、Method元信息，其大小跟项目的规模、类、方法的量有关，一般设置为128M就足够，设置原则是预留30%的空间。
New又分为几个部分：
Eden：Eden用来存放JVM刚分配的对象
Survivor1
Survivro2：两个Survivor空间一样大，当Eden中的对象经过垃圾回收没有被回收掉时，会在两个Survivor之间来回Copy，当满足某个条件，比如Copy次数，就会被Copy到Tenured。显然，Survivor只是增加了对象在年轻代中的逗留时间，增加了被垃圾回收的可能性。
二.垃圾收集算法
1.标记清除算法（Mark-Sweep）
算法分为两个阶段，标记与清除。
标记阶段：标记出所有需要回收的对象。回收阶段：将所有标记区域回收。由于该算法不对空间进行整理，因此会产生大量的内存碎片，内存空间碎片过多会导致在分配较大的对象时，因为没有连续的内存而不得不提前触发一个GC。另外，标记与清除的过程效率都不高。这也是最基础的GC算法。
2.复制算法（Copying）
将内存的总容量分为两块，每次只使用其中的一块，当这一块用完了，触发GC，此时将还存活的对象转移到另一块内存中，之前使用的那一块内存完全清理掉。这样每次对一个半区进行回收，也不会存在内存碎片，实现简单，运行高效，但是一次只能使用半块内存可能会造成浪费。
在新生代中，绝大部分的对象时“朝生夕死”的，因此，不需要按照1：1来划分空间。而是将内存分为一块较大的Eden区以及两个Survivor区，HotSpot虚拟机中，Eden:Survivor=8:1 ，每次使用一个Eden区以及一个Survivor区，90%的空间，触发GC后，将剩余的对象转移到未使用的Survivor中，然后清理Eden区和用过的Survivor区，空间不够时，会担保分配到老年代。这样一次可以使用90%的内存空间，极大的提高了内存的使用率。因此，新生代一般采用这种算法来回收。
3.标记整理算法（Mark-Compact）
如果回收时空间内的对象存活率较高，那么使用复制算法一次只能使用50%的空间（以应对所有对象都存活的情况），因此老年代采用标记整理算法。先对需要清理的对象进行标记，然后将存活的对象都向一端移动，直接清理掉端边界以外的内存。这种方式也不会留下内存碎片。
标记整理算法没有复制算法快。
三、为什么崩溃前垃圾回收的时间越来越长？
A:根据内存模型和垃圾回收算法，垃圾回收分两部分：内存标记、清除（复制），标记部分只要内存大小固定时间是不变的，变的是复制部分，因为每次垃圾回收都有一些回收不掉的内存，所以增加了复制量，导致时间延长。所以，垃圾回收的时间也可以作为判断内存泄漏的依据
Q：为什么Full GC的次数越来越多？
A：因此内存的积累，逐渐耗尽了年老代的内存，导致新对象分配没有更多的空间，从而导致频繁的垃圾回收
Q:为什么年老代占用的内存越来越大？
A:因为年轻代的内存无法被回收，越来越多地被Copy到年老代
四、性能调优
在CPU负载不足的同时，偶尔会有用户反映请求的时间过长，我们意识到必须对程序及JVM进行调优。从以下几个方面进行：
- 线程池：解决用户响应时间长的问题 （java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor）
- 连接池
（org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource） - JVM启动参数：调整各代的内存比例和垃圾回收算法，提高吞吐量
- 程序算法：改进程序逻辑算法提高性能
针对JVM堆内存参数优化
堆内存是Java进程的重要组成部分，几乎所有与应用相关的内存空间都和堆有关。现在主要介绍与堆内存相关的参数设置，这些参数对Java虚拟机中非常重要的，也是对程序性能有着重要的影响。让你彻底脱离OOM内存溢出等等带来的程序崩溃。
1、 -Xms 初始堆内存大小，当Java进程启动时，虚拟机会分配一块初始堆空间，可以使用-Xms指定这块空间大小。在实际工作中，我们一般把-Xms与-Xmx的值设置为相等，这样的好处是在程序运行时减少GC的次数，从而提高程序性能。
2、 -Xmx 当程序在运行时，堆初始空间消耗殆尽，虚拟机会对堆空间进行扩展，其扩展上限是最大堆空间，使用-Xmx参数来指定。（方便大家好记住，这里mx可以暂时理解为max最大）
3、-Xmn 此参数是用来指定新生代的大小（堆内存是分为新生代， 老年代，永久带-在jdk1.8后移除此属性），新生代分为Eden、from、to空间。设置一个较大新生代会降低老年代的大小，这个参数设置对系统性能已经GC行为有极大的影响。 新生代一般设置为堆内存的1/3-1/4左右。
4、-XX:SurvivorRatio 用来设置新生代中Eden空间和from/to空间的比例关系，表达式如下:-XX:SurvivorRatio=eden/from=eden/to。
5、-XX:NewRatio 可以设定老年代与新生代的比例。
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参考：https://blog.csdn.net/u013381397/article/details/71080535
https://www.cnblogs.com/malihe/p/7359893.html
https://www.cnblogs.com/csniper/p/5592593.html
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