JVM性能

JVM是Java Virtual Machine（Java虚拟机）的缩写，JVM是一种用于计算设备的规范，它是一个虚构出来的计算机，是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。

引入Java语言虚拟机后，Java语言在不同平台上运行时不需要重新编译。Java语言使用Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关的信息，使得Java语言编译程序只需生成在Java虚拟机上运行的目标代码（字节码），就可以在多种平台上不加修改地运行。在JDK1.7之前JVM存在年轻代（Young Generation）、年老代（Old Generationn）和持久代（Permanent Generation）。

1. 年轻代与年老代中没有被回收的数据块存储

年轻代分为Eden区和Survivor区。Eden区有一个存储单元，Survivor区有两个存储单元，为了描述方便，假设Eden区做多可以存储三个数据块，Survivor区做多可以存储四个数据块。年老代也只有一个区，最多可存储四个数据块。下面来看一下年轻代与年老代中没有被回收的数据块存储。

图3-36 年轻代与年老代中没有被回收的数据块存储

（1）新来数据块a1、a2，进入年轻代的Eden区。见图3-36（1）所示。

（2）数据块a3 产生，进入Eden区，Eden区满了，把a1、a2、a3移入Survivor区的第一个存储单元。见图3-36（2）所示。

（3）Eden区的指针指向Survivor区的第一个存储单元。数据块a2、a3被回收，留下了数据块a1，Eden区进入了数据块b1、b2。见图3-36（3）所示。

（4）数据块b3 产生，进入Eden区，Eden区满了，把b1、b2、b3移入Survivor区的第一个存储单元。见图3-36（4）所示。

（5）Survivor区第一个存储单元满了，把a1、b1、b2、b3从Survivor区的第一个存储单元移入Survivor区的第二个存储单元。见图3-36（5）所示。

（6）Eden区的指针指向Survivor区的第二个存储单元。数据块c1、c2产生，进入Eden区， Survivor区的第二个存储单元中b3被回收，剩下a1、b1、b2。见图3-36（6）所示。

（7）Eden区产生数据块c3，Eden区满了，这时候由于Survivor区的第二个存储单元a1被回收，而b1、b2没有被回收，所以这时候只能把Eden区的c1、c2从Eden区移入Survivor区的第二个存储单元。见图3-36（7）所示。

（8）Survivor区的第二个存储单元中存在b1、b2、c1、c2，这时候Survivor区的第二个存储单元满了，但是由于b1、b2是从Survivor区的第二个存储单元中过来的，而c1、c2是从Eden区过来的，所以只能把数据块b1、b2从Survivor区的第二个存储单元移入到年老代。见图3-36（8）所示。

（9）这个时候再把Eden区的数据块c3从Eden区移入Survivor区的第二个存储单元。见图3-36（9）所示。

（10）Eden区产生数据块d1、d3、d3，Eden区满了，而Survivor区的第二个存储单元仅存在了数据块c3，把Eden区的d1、d3、d3移入Survivor区的第二个存储单元。见图3-36（10）所示。

（11）由于当前Survivor区的第二个存储单元中的数据块c3、d1、d3、d3都是从Eden区过来的，这个时候Survivor区已经满了，所以要把数据块c3、d1、d3、d3从Survivor区的第二个存储单元移到Survivor区的第一个存储单元。见图3-36（11）所示。

（12）Eden区的指针返回指向Survivor区的第一个存储单元。Eden区产生了新的数据块e1、e2。Survivor区的第一个存储单元中的d1、d3被回收，剩下c3、d2。见图3-36（12）所示。

（13）Eden区产生数据块e3，Eden区满了，这时候Survivor区的第一个存储单元中存在数据块c3、d2，所以只能把Eden区的e1、e2先移入到Survivor区的第一个存储单元中。见图3-36（13）所示。

（14）Survivor区的第一个存储单元中目前存在数据块c3、d2、e1、e2，由于c3、d2是从Survivor区的第二个存储单元中过来的，而e1、e2是从Eden区过来的，所以只能把c3、d2从Survivor区的第一个存储单元中移入到老年代。见图3-36（14）所示。

（15）接下来再把Eden区产生数据块e3移入到Survivor区的第一个存储单元。见图3-36（15）所示。

（16）按照这种规律进行下去。

（17）这个时候，Eden区有数据块g1、g2，Survivor区的第二个存储单元e1、e2、 f1、f2，年老代中存在数据块b1、b2、c1、d2。见图3-36（17）所示。

（18）Survivor区的第二个存储单元与年老代中存在数据块都满，把年老代中得数据块丢弃，把Survivor区的Survivor区的第一个存储单元数据块中e1、e2移入年老代。见图3-36（18）所示。按照这个规律进行下去

由此看见。

•新产生的数据首先进入Eden区。

•Eden区的数据满后进入Survivor区。

•只有在两个Survivor区都存储过的数据才可以进入老年代。

•Eden区轮询指向Survivor区中的两个区。

•老年代存在数据，但是年轻代数据已满，会清空老年代。

2. 元空间

由于持久代的问题比较多，从JDK8开始废弃了持久代迎来元空间（Metaspace），官方原文是这样写的：This is part of theJRockit and Hotspot convergence effort. JRockit customers do not need toconfigure the permanent generation (since JRockit does not have a permanentgeneration) and are accustomed to not configuring the permanent generation.

下面来看一下元空间。

•元空间的内存大小。

元空间是方法区的在HotSpot jvm 中的实现，方法区主要用于存储类的信息、常量池、方法数据、方法代码等。方法区逻辑上属于堆的一部分，但是为了与堆进行区分，通常又叫“非堆”。

元空间的本质和永久代类似，都是对JVM规范中方法区的实现。不过元空间与永久代之间最大的区别在于：元空间并不在虚拟机中，而是使用本地内存。，理论上取决于32位/64位系统可虚拟的内存大小。可见也不是无限制的，需要配置参数。

•常用配置参数。

ØMetaspaceSize。

初始化的Metaspace大小，控制元空间发生GC的阈值。GC后，动态增加或降低MetaspaceSize。在默认情况下，这个值大小根据不同的平台在12M到20M浮动。使用Java -XX:+PrintFlagsInitial命令可以查看初始化参数。

ØMaxMetaspaceSize

限制Metaspace增长的上限，防止因为某些情况导致Metaspace无限的使用本地内存，影响到其他程序。该参数的默认值为4294967295B（大约4096MB）。

ØMinMetaspaceFreeRatio

当进行过Metaspace GC以后，会计算当前Metaspace的空闲空间的比例，如果这个比例小于这个参数（即实际非空闲占比过大，内存不够用），那么虚拟机将增长Metaspace的大小。参数的默认值为40%。设置该参数可以控制Metaspace的增长的速度，设置得太小会导致Metaspace增长的缓慢，Metaspace的使用逐渐趋于饱和，可能会影响之后类的加载。而设置得太大，会导致Metaspace增长的过快，浪费内存。

ØMaxMetasaceFreeRatio

当进行过Metaspace GC之后，会计算当前Metaspace的空闲空间比，如果空闲比大于这个参数，那么虚拟机就会释放Metaspace的部分空间。参数的默认值为70%。

ØMaxMetaspaceExpansion

Metaspace增长时的最大幅度。该参数的默认值为5452592B（大约为5MB）。

ØMinMetaspaceExpansion

Metaspace增长时的最小幅度。该参数的默认值为340784B（大约330KB为）。

3. jps

jps（Java VirtualMachine Process Status Tool）是Java提供的一个显示当前所有Java进程pid的命令。

命令格式：jps [options ] [ hostid ]

• [options]选项。

Ø-q。仅输出VM标识符，不包括classname,jar name,argumentsin main method。

Ø-m。输出main method的参数。

Ø-l。输出完全的包名，应用主类名，jar的完全路径名。

Ø-v。输出jvm参数。

Ø-V。输出通过flag文件传递到JVM中的参数(.hotspotrc文件或-XX:Flags=所指定的文件。

Ø-Joption。传递参数到vm,例如:-J-Xms512m。

• [hostid]。

[protocol:][[//]hostname][:port][/servername]。

•命令的输出格式。

lvmid [ [ classname| JARfilename | "Unknown"] [ arg* ] [jvmarg* ] ]。

jps。做基本使用方式。

>jps

20388 Bootstrap

14364 Jps

jps -l。输出主类或者jar的完全路径名。

>jps -l

18756 sun.tools.jps.Jps

20388 org.apache.catalina.startup.Bootstrap

jps -v。输出jvm参数。

>jps -v

20388 Bootstrap-Djava.util.logging.config.file=C:\xampp\tomcat\conf\logging.properties-Djava.util.logging.manager=org.apache.juli.ClassLoaderLogManager-Djava.endorsed.dirs=C:\xampp\tomcat\endorsed -Dcatalina.base=C:\xampp\tomcat-Dcatalina.home=C:\xampp\tomcat -Djava.io.tmpdir=C:\xampp\tomcat\temp

13948 Jps -Denv.class.path=C:\ProgramFiles\Java\jdk1.8.0_131\\lib\dt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131\\lib\tools.jar;C:\apache\apache-tomcat-8.0.30\lib\servlet-api.jar;-Dapplication.home=C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_131 -Xms8m

jps -q。仅仅显示java进程号。

>jps -q

20388

server.resin.Resin

jps -mlv <IP>。远程查看

4. jstat

jstat命令可以查看堆内存各部分的使用量，以及加载类的数量。关于jstat的使用查看表3-15所示。

表3-15 jstat命令

5. jVisualVM & jmap

通过命令jmap-dump:format=b,file=<path>\<filename>.hprof <pid>，把<pid>的信息导入.hprof格式的文件，然后打开jVisualVMGUI 界面，载入刚生成的.hprof文件，即可查看该进程在JVM的信息了。如图3-36所示。

图3-36 jVisualVM