jvm的三種執行引數

jvm的優化的作用:
	讓程式能更好更快的跑起來,解決生產環境下出現的bug

jvm的三種執行引數:
1. 標準引數: 不會隨著jdk版本的改變而變化
-version         #jdk版本
-showversion     #輸出jdk版本資訊,並繼續執行後面的命令,在除錯時非常有用
-help			#檢索出所有的標準引數
-D			    #設定jvm的屬性引數,eg: -Dstr=hello
-server			#以更多的初始堆記憶體來啟動服務,使用並行垃圾回收器,啟動速度較慢,只支援64位的作業系統
-client			#以較少的初始堆記憶體來啟動服務,
 
使用序列垃圾回收器,啟動速度快,32位64位都支援

2. -X引數:非標準引數,在不同的jdk版本下,命令可能不同
-X			    #檢視當前jdk版本所有的-X引數
-Xms<size>       #設定初始Java堆大小,eg: java -Xms10m TestJVM 
-Xmx<size>       #設定最大Java堆大小,eg: java -Xmx20m TestJvm

3. -XX引數:非標準引數,主要用於jvm調優和debug操作,-XX引數的使用有2種方式，一種是boolean型別，一種是非boolean型別：
* boolean型別
  - 格式：-
 
XX:[+-]<name> 表示啟用或禁用<name>屬性
  - 如：-XX:+DisableExplicitGC 表示啟用禁止手動呼叫gc操作，也就是說呼叫System.gc()無效
* 非boolean型別
  - 格式：-XX:<name>=<value>  表示<name>屬性的值為<value>
  - 如：-XX:NewRatio=1 表示新生代和老年代的比值
  

檢視jvm執行引數:
第一種，執行java命令時打印出執行引數:
	執行java命令時列印引數，需要新增-XX:+PrintFlagsFinal引數即可
	eg:
 
 java -XX:+PrintFlagsFinal -version
引數有boolean型別和數字型別，值的操作符是=或:=，分別代表預設值和被修改的值。
第二種，檢視正在執行的java程序的引數:
	首先使用jps -l檢視正在執行的java程式的pid,再用jinfo -flags <程序pid>檢視正在執行的java程序的引數

jdk1.7堆記憶體模型

* Young 年輕區（代）
  Young區被劃分為三部分，Eden區和兩個大小嚴格相同的Survivor區，其中，Survivor區間中，某一時刻只有其中一個是被使用的，另外一個留做垃圾收集時複製物件用，在Eden區間變滿的時候， GC就會將存活的物件移到空閒的Survivor區間中，根據JVM的策略，在經過幾次垃圾收集後，任然存活於Survivor的物件將被移動到Tenured區間。
* Tenured 年老區
  Tenured區主要儲存生命週期長的物件，一般是一些老的物件，當一些物件在Young複製轉移一定的次數以後，物件就會被轉移到Tenured區，一般如果系統中用了application級別的快取，快取中的物件往往會被轉移到這一區間。
* Perm 永久區
  Perm代主要儲存class,method,filed物件，這部份的空間一般不會溢位，除非一次性載入了很多的類，不過在涉及到熱部署的應用伺服器的時候，有時候會遇到java.lang.OutOfMemoryError : PermGen space 的錯誤，造成這個錯誤的很大原因就有可能是每次都重新部署，但是重新部署後，類的class沒有被解除安裝掉，這樣就造成了大量的class物件儲存在了perm中，這種情況下，一般重新啟動應用伺服器可以解決問題。
* Virtual區：
  最大記憶體和初始記憶體的差值，就是Virtual區。

jdk1.8堆記憶體模型

jdk1.8的記憶體模型是由2部分組成，年輕代 + 年老代。
年輕代：Eden + 2*Survivor
年老代：OldGen
在jdk1.8中變化最大的Perm區，用Metaspace（元資料空間）進行了替換。
需要特別說明的是：Metaspace所佔用的記憶體空間不是在虛擬機器內部，而是在本地記憶體空間中，這也是與1.7的永久代最大的區別所在。 

在生產環境下,由於永久代記憶體經常不夠用或發生記憶體洩露，爆出異常java.lang.OutOfMemoryError: PermGen。
基於此，將永久區廢棄，而改用元空間，改為了使用本地記憶體空間。

堆記憶體的維護

1. 通過jstat命令進行檢視堆記憶體使用情況(統計分析)
jstat [-命令選項] [vmid] [間隔時間/毫秒] [查詢次數]
1.1 檢視class載入統計
   	jstat -class <程序pid>
* 查詢結果引數:
    - Loaded：載入class的數量
    - Bytes：所佔用空間大小
    - Unloaded：未載入數量
    - Bytes：未載入佔用空間
    - Time：時間

1.2 檢視編譯統計
	jstat -compiler <程序pid>
* 查詢結果引數:
    - Compiled：編譯數量。
    - Failed：失敗數量
    - Invalid：不可用數量
    - Time：時間
    - FailedType：失敗型別
    - FailedMethod：失敗的方法
    
1.3 垃圾回收統計
	jstat -gc <程序pid>
* 查詢結果引數:
    - S0C：第一個Survivor區的大小（KB）
    - S1C：第二個Survivor區的大小（KB）
    - S0U：第一個Survivor區的使用大小（KB）
    - S1U：第二個Survivor區的使用大小（KB）
    - EC：Eden區的大小（KB）
    - EU：Eden區的使用大小（KB）
    - OC：Old區大小（KB）
    - OU：Old使用大小（KB）
    - MC：方法區大小（KB）
    - MU：方法區使用大小（KB）
    - CCSC：壓縮類空間大小（KB）
    - CCSU：壓縮類空間使用大小（KB）
    - YGC：年輕代垃圾回收次數
    - YGCT：年輕代垃圾回收消耗時間
    - FGC：老年代垃圾回收次數
    - FGCT：老年代垃圾回收消耗時間
    - GCT：垃圾回收消耗總時間

2.通過jmap命令檢視堆記憶體的詳細資料
2.1 檢視堆記憶體的詳細使用情況
jmap -heap <程序pid>
2.2 參看堆記憶體中物件的詳細情況
jmap -histo <程序pid>		     #檢視所有活躍和非活躍的物件
jmap -histo:live <程序pid> 	 #檢視所有活躍的物件
    #物件說明
    B  byte
    C  char
    D  double
    F  float
    I  int
    J  long
    Z  boolean
    [  陣列，如[I表示int[]
    [L+類名 其他物件
2.3 將堆記憶體的詳細資料dump(快照)到檔案中,最終得到的是二進位制的dat檔案
jmap -dump:format=b,file=dumpFileName <pid>
eg: jmap -dump:format=b,file=d:/test.dat 8088

3.檢視dump檔案
3.1 使用jhat檢視dump檔案
jhat -port <port> <file>
eg: jhat -port 9999 d:/test.dat 
在瀏覽器輸入: http://localhost:9999 檢視dump檔案

3.2 使用MAT工具檢視dump檔案
MAT(Memory Analyzer Tool,一個基於Eclipse的記憶體分析工具,是一個快速、功能豐富的JAVA heap分析工具,官網地址：https://www.eclipse.org/mat/

3.3 使用VisualVM工具檢視dump檔案
VisualVM是jdk自帶的工具,可以檢視幾乎所有的jdk的命令,可以參看堆記憶體的使用情況,也可以檢視執行緒的使用情況,在jdk/bin目錄下,jvisualvm.exe

執行緒的維護

1. 執行緒快照命令
jstack <pid>      #將正在執行的jvm的執行緒情況進行快照，並且打印出來

2.執行緒的6中狀態
在Java中執行緒的狀態一共被分成6種：
- 初始態（NEW）
  - 建立一個Thread物件，但還未呼叫start()啟動執行緒時，執行緒處於初始態。
- 執行態（RUNNABLE），在Java中，執行態包括 就緒態 和 執行態。
  - 就緒態
    - 該狀態下的執行緒已經獲得執行所需的所有資源，只要CPU分配執行權就能執行。
    - 所有就緒態的執行緒存放在就緒佇列中。
  - 執行態
    - 獲得CPU執行權，正在執行的執行緒。
    - 由於一個CPU同一時刻只能執行一條執行緒，因此每個CPU每個時刻只有一條執行態的執行緒。
- 阻塞態（BLOCKED）
  - 當一條正在執行的執行緒請求某一資源失敗時，就會進入阻塞態。
  - 而在Java中，阻塞態專指請求鎖失敗時進入的狀態。
  - 由一個阻塞佇列存放所有阻塞態的執行緒。
  - 處於阻塞態的執行緒會不斷請求資源，一旦請求成功，就會進入就緒佇列，等待執行。
- 等待態（WAITING）
  - 當前執行緒中呼叫wait、join、park函式時，當前執行緒就會進入等待態。
  - 也有一個等待佇列存放所有等待態的執行緒。
  - 執行緒處於等待態表示它需要等待其他執行緒的指示才能繼續執行。
  - 進入等待態的執行緒會釋放CPU執行權，並釋放資源（如：鎖）
- 計時等待態（TIMED_WAITING）
  - 當執行中的執行緒呼叫sleep(time)、wait、join、parkNanos、parkUntil時，就會進入該狀態；
  - 它和等待態一樣，並不是因為請求不到資源，而是主動進入，並且進入後需要其他執行緒喚醒；
  - 進入該狀態後釋放CPU執行權 和 佔有的資源。
  - 與等待態的區別：到了超時時間後自動進入阻塞佇列，開始競爭鎖。
- 終止態（TERMINATED）
  - 執行緒執行結束後的狀態。
  
3.產生死鎖的4個必要條件:
互斥條件: 一個資源一次只能被一個執行緒持有
請求與保持條件: 一個執行緒獲取到資源後,會繼續請求別的資源,而且會保持之前的資源
不可剝奪條件: 已持久的資源是私有財產,神聖不可侵犯
迴圈等待條件: 每個執行緒都在等待迴圈等待別的執行緒先釋放資源

4.死鎖的解決:
使用jstack命令可以快速查詢產生死鎖的程式碼
	

死鎖的經典程式碼

public class TestDeadLock {

    private static Object obj1 = new Object();
    private static Object obj2 = new Object();
    
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new Thread1()).start();
        new Thread(new Thread2()).start();
    }
    private static class Thread1 implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            synchronized (obj1){
                System.out.println("Thread1 拿到了 obj1 的鎖！");
                try {
                    // 停頓2秒的意義在於，讓Thread2執行緒拿到obj2的鎖
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (obj2){
                    System.out.println("Thread1 拿到了 obj2 的鎖！");
                }
            }
        }
    }
    private static class Thread2 implements Runnable{
        @Override
        public void run() {
            synchronized (obj2){
                System.out.println("Thread2 拿到了 obj2 的鎖！");
                try {
                    // 停頓2秒的意義在於，讓Thread1執行緒拿到obj1的鎖
                    Thread.sleep(2000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                synchronized (obj1){
                    System.out.println("Thread2 拿到了 obj1 的鎖！");
                }
            }
        }
    }
}