Java 内存模型，内存监控，GC查看

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（一）Java 内存模型

摘自网上的内存模型图：

 

 

1）堆（heap——线程共享）：实例域，静态域，数组元素。

 

（1）新生代（young generation）: 新创建对象的存放区域

 

          a）伊甸区（eden）：

 

          b）幸存者0（survivor0）：

 

          c）幸存者1（survivor1）：

 

（2）老年代（tenured | old generation）：

 

2）虚拟机栈（stack——线程不共享）：局部变量，方法自定义参数，异常参数。线程私有

 

3）方法区（permanent generation）：保存类常量，字符串常量，加载类的素有class

 

     ——Java 8 后 Metaspace 代替 默认受物理内存限制，可以通过 -XX:MaxMetaspaceSize 设置最大使用内存数。

 

4）程序计数器

 

5）本地方法栈

 

（二）JVM 内存设置

（1）设置参数

 

-Xms250m：java 堆初始值

 

-Xmx250m：java 堆最大值

 

-XX:MaxMetaspaceSize=50m 最大Metaspace大小

 

（2）查看

 

jmap -heap 18095

 

Attaching to process ID 18095, please wait... Debugger attached successfully. Server compiler detected. JVM version is 25.31-b07   using thread-local object allocation. Mark Sweep Compact GC   Heap Configuration:    MinHeapFreeRatio         = 40      最小堆使用比例    MaxHeapFreeRatio         = 70    最大堆可用比例    MaxHeapSize              = 104857600 (100.0MB)    最大堆空间大小    NewSize                  = 34930688 (33.3125MB)   新生代分配大小    MaxNewSize               = 34930688 (33.3125MB)  最大可新生代分配大小    OldSize                  = 69926912 (66.6875MB)  老生代大小    NewRatio                 = 2 （old/young generations）  新生代比例    SurvivorRatio            = 8 （young/suvivor ） 新生代与suvivor的比例    MetaspaceSize            = 21807104 (20.796875MB)    Metaspace大小——   Metaspace是1.8后出现的，替代perm区    CompressedClassSpaceSize = 1073741824 (1024.0MB)   CompressedClassSpace大小    MaxMetaspaceSize         = 52428800 (50.0MB) ： 最大 Metaspace大小    G1HeapRegionSize         = 0 (0.0MB)

 

（三）垃圾回收

 

1）MinorGC：清理年轻代（eden和survior）

 

     eden满触发 eden—》s0如果此时s0满，触发s0-到s1

 

2）MajorGC：清理永久代

 

3）FullGC：清理整个堆空间，包括年轻和永久代，

 

     如果"幸存者区"满，触发"幸存者"到"老年代GC"的FullGC，幸存者区满一定会出现MinorGC，所以 FullGC 一定会出现MinorGC， MajorGC永远不会出现。

 

 （四）GC 参数：

-XX:+PrintGC 输出GC日志

 

-XX:+PrintGCDetails 输出GC的详细日志

 

-XX:+PrintGCTimeStamps 输出GC的时间戳（以基准时间的形式）

 

-XX:+PrintGCDateStamps 输出GC的时间戳（以日期的形式，如 2013-05-04T21:53:59.234+0800）

 

-XX:+PrintHeapAtGC 在进行GC的前后打印出堆的信息

 

-Xloggc:../logs/gc.log 日志文件的输出路径

 

 

注：PrintGC开始的参数都是可管理的GC参数，可以通过jinfo开启

 

 

如：

 

$ jinfo -flag +HeapDumpBeforeFullGC 18650   $ jinfo -flag +HeapDumpAfterFullGC 18650   $ jinfo -flag -HeapDumpBeforeFullGC 18650   $ jinfo -flag -HeapDumpAfterFullGC 18650

 

 

 （五）GC监控及查看

1）查看对空间使用

jstat -gc vmid

 

S0C    S1C    S0U    S1U      EC       EU        OC         OU       MC     MU    CCSC   CCSU   YGC     YGCT    FGC    FGCT     GCT    3392.0 3392.0  0.0   2185.4 27328.0  21297.2   68288.0     3429.1   9216.0 8854.1 1024.0 939.1       3    0.039   2      0.037    0.076 3392.0 3392.0  0.0   2185.4 27328.0  21678.1   68288.0     3429.1   9216.0 8854.1 1024.0 939.1       3    0.039   2      0.037    0.076 3392.0 3392.0  0.0   2185.4 27328.0  22709.9   68288.0     3429.1   9216.0 8854.1 1024.0 939.1       3    0.039   2      0.037    0.076 3392.0 3392.0  0.0   2185.4 27328.0  23611.4   68288.0     3429.1   9216.0 8854.1 1024.0 939.1       3    0.039   2      0.037    0.076 3392.0 3392.0  0.0   2185.4 27328.0  24553.2   68288.0     3429.1   9216.0 8854.1 1024.0 939.1       3    0.039   2      0.037    0.076

 

S0C   ：S0 总大小

S1C   ：S1 总大小

S0U   ：S0 使用大小

S1U   ：S1 使用大小

EC     ：伊甸区总大小 

EU     ：伊甸区使用大小   

OC    ：老年代总大小     

OU    ：老年代使用大小   

MC    ：Metaspace 总大小 

MU    ：Metaspace 使用大小

CCSC   ：CompressedClassSpace总大小

CCSU   ：CompressedClassSpace使用大小

YGC     ：Young GC 次数

YGCT   ：Young GC 消耗总时间

FGC     ：FullGC 次数

FGCT   ：FullGC 消耗总时间

GCT     ：GC总消耗时间  

2）查看内存占用

 

查看占用内存最大的对象

jmap -histo 18095 | head -30 

 

num     #instances         #bytes  class name ----------------------------------------------    1:         52644        6436448  [B    2:         24249        3111416  [C    3:          9522        1066464  java.net.SocksSocketImpl    4:         15365        1029896  [Ljava.lang.Object;    5:         48790         780640  java.lang.Object    6:          3352         773088  [I    7:          9521         457008  java.net.SocketInputStream    8:          9521         457008  java.net.SocketOutputStream    9:          9564         382560  java.lang.ref.Finalizer   10:         15050         361200  java.lang.String   11:          9531         304992  java.io.FileDescriptor   12:          9521         304672  java.net.Socket   13:         11276         270624  java.net.InetAddress$InetAddressHolder   14:          3566         256752  org.apache.thrift.protocol.TBinaryProtocol   15:          9652         231648  java.util.ArrayList   16:          9523         228552  java.net.Inet4Address   17:          2417         193360  [S   18:          1448         153248  java.lang.Class   19:          3523         112736  java.util.concurrent.SynchronousQueue$TransferStack$SNode   20:          3522          84528  org.apache.thrift.protocol.TField   21:          3521          84504  org.apache.thrift.protocol.TMessage   22:          1786          71440  java.io.BufferedInputStream   23:          1785          71400  org.apache.thrift.transport.TSocket   24:          1758          70320  org.apache.thrift.transport.TTransportException   25:          1969          63008  java.util.HashMap$Node   26:          2613          62712  java.lang.StringBuilder   27:          1787          42888  java.io.BufferedOutputStream

 

 

3）查看栈线程情况

查看线程cpu，内存情况

 

 ps -mp 32460 -o THREAD,tid,time

 

能看到进程cpu内存占用，线程cpu占用，看不到内存占用

 

ps -mp 32460 -o THREAD,tid,time,rss,size,%mem USER     %CPU PRI SCNT WCHAN  USER SYSTEM   TID     TIME   RSS    SZ %MEM root      0.0   -    - -         -      -     - 00:09:47 49416 2122256  4.8 root      0.0  19    - futex_    -      - 32460 00:00:00     -     -    - root      0.0  19    - futex_    -      - 32461 00:00:00     -     -    - root      0.0  19    - futex_    -      - 32462 00:00:28     -     -    - root      0.0  19    - futex_    -      - 32463 00:00:00     -     -    - root      0.0  19    - futex_    -      - 32464 00:00:00     -     -    - root      0.0  19    - futex_    -      - 32465 00:00:00     -     -    - root      0.0  19    - futex_    -      - 32466 00:00:07     -     -    - root      0.0  19    - futex_    -      - 32467 00:00:01     -     -    - root      0.0  19    - futex_    -      - 32468 00:00:00     -     -    -

 

jstack -l 18095

 

"pool-1-thread-5" #12 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007f60cc22f800 nid=0x724c waiting on condition [0x00007f60d106b000]    java.lang.Thread.State: WAITING (parking)         at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)         - parking to wait for  <0x00000000fba00b30> (a java.util.concurrent.SynchronousQueue$TransferStack)         at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:175)         at java.util.concurrent.SynchronousQueue$TransferStack.awaitFulfill(SynchronousQueue.java:458)         at java.util.concurrent.SynchronousQueue$TransferStack.transfer(SynchronousQueue.java:362)         at java.util.concurrent.SynchronousQueue.take(SynchronousQueue.java:924)         at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:1067)         at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1127)         at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:617)         at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)      Locked ownable synchronizers:         - None

 

"pool-1-thread-5" 线程名称。用户自己的程序最好是线程名称

prio=5 线程优先级默认是5

tid=0x00007f60cc22f800 唯一标识

nid=0x724c  对应系统线程的id和top出来看到的pid是对应的（十进制转16进制）

RUNNABLE线程状态

 

状态如下：

1,死锁  Deadlock(重要)

2,等待资源 Waiting on condition (重要)

3,等待获取监视器waiting on monitor entry

4,阻塞Blocked

5,执行中Runnable

6,暂停Suspended

7,对象等待中Object.wait()或TIMED_WAITING

8,停止Parked

 

(六)GC 日志分析

 

[GC (Allocation Failure) [PSYoungGen（Young GC）: 25872K（回收前大小）->3234K（回收后大小）(30208K)（新生代总大小）] 57740K（堆回收前大小）->39158K（堆回收后大小）(98816K)（堆总大小）, 0.0006179 secs（回收时间）] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 

[Full GC (Ergonomics) [PSYoungGen: 3234K->0K(30208K)] [ParOldGen: 35924K->6596K(68608K)] 39158K->6596K(98816K), [Metaspace: 2748K->2748K(1056768K)], 0.0016981 secs] [Times: user=0.01 sys=0.00, real=0.00 secs] 

 

引用

[GC [<collector>: <starting occupancy1> -> <ending occupancy1>, <pause time1> secs] <starting occupancy3> -> <ending occupancy3>, <pause time3> secs]

 

<collector>GC收集器的名称 

 

<starting occupancy1> 新生代在GC前占用的内存 

<ending occupancy1> 新生代在GC后占用的内存 

<pause time1> 新生代局部收集时jvm暂停处理的时间 

 

<starting occupancy3> JVM Heap 在GC前占用的内存 

<ending occupancy3> JVM Heap 在GC后占用的内存 

<pause time3> GC过程中jvm暂停处理的总时间  

（七）Java 程序启动脚本

#!/bin/bash

MAINCLASS=""
# add class path ---------------------------------
CLASSPATH=".."

for jar in `ls ./lib`
do
CLASSPATH="$CLASSPATH:./lib/$jar"
done

CLASSPATH="./classes:$CLASSPATH"

export CLASSPATH

# add java opts ----------------------------------

JAVA_OPTS="-Xms250m -Xmx250m -XX:MaxMetaspaceSize=50m"

#DEBUG="-Xdebug -Xnoagent -Djava.compiler=NONE -Xrunjdwp:transport=dt_socket,server=y,suspend=n,address=8899"

GC_LOG="-XX:+PrintGCDateStamps -XX:+PrintGCDetails -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError -Xloggc:./logs/gc.log"

JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS $DEBUG $GC_LOG"

# echo info ----------------------------------
echo "CLASSPATH : $CLASSPATH"
echo "JAVA_OPTS: $JAVA_OPTS"

nohup java $JAVA_OPTS -Dapp.base=$PWD $MAINCLASS >> /dev/null 2>&1 &