主要讲述JVM内存结构，以及简单的调优场景。

前言

JVM系列应该属于Java高阶的内容，本来是想等Java基础知识积累一段时候之后再学习，但是因为工作中需要跟进线上问题，所以急需补充这块知识，本文主要是对学习的知识简单做个记录，然后再记录分析问题的过程。

JVM问题

刚转到小米人事部门，发现线上的2台机器一直在GC，而且频率非常高，下面是GC的日志：

如果需要看懂这个GC日志，下面的内容就一定需要掌握。

垃圾回收算法

如何确定对象已死？

通常，判断一个对象是否被销毁有两种方法：

引用计数算法：为对象添加一个引用计数器，每当对象在一个地方被引用，则该计数器加1；每当对象引用失效时，计数器减1。但计数器为0的时候，就表白该对象没有被引用。
可达性分析算法：通过一系列被称之为“GC Roots”的根节点开始，沿着引用链进行搜索，凡是在引用链上的对象都不会被回收。

就像上图的那样，绿色部分的对象都在GC Roots的引用链上，就不会被垃圾回收器回收，灰色部分的对象没有在引用链上，自然就被判定为可回收对象。

那么，问题来了，这个GC Roots又是什么？下面列举可以作为GC Roots的对象：

Java虚拟机栈中被引用的对象，各个线程调用的参数、局部变量、临时变量等。
方法区中类静态属性引用的对象，比如引用类型的静态变量。
方法区中常量引用的对象。
本地方法栈中所引用的对象。
Java虚拟机内部的引用，基本数据类型对应的Class对象，一些常驻的异常对象。
被同步锁（synchronized）持有的对象。

垃圾回收算法

标记--清除算法

见名知义，标记--清除算法就是对无效的对象进行标记，然后清除。

对于标记--清除算法，你一定会清楚看到，在进行垃圾回收之后，堆空间有大量的碎片，出现了不规整的情况。在给大对象分配内存的时候，由于无法找到足够的连续的内存空间，就不得不再一次触发垃圾收集。另外，如果Java堆中存在大量的垃圾对象，那么垃圾回收的就必然进行大量的标记和清除动作，这个势必造成回收效率的降低。

复制算法

标记--复制算法就是把Java堆分成两块，每次垃圾回收时只使用其中一块，然后把存活的对象全部移动到另一块区域。

标记--复制算法有一个很明显的缺点，那就是每次只使用堆空间的一半，造成了Java堆空间使用率的的下降。

标记--整理算法

标记--整理算法算是一种折中的垃圾收集算法，在对象标记的过程，和前面两个执行的是一样步骤。但是，进行标记之后，存活的对象会移动到堆的一端，然后直接清理存活对象以外的区域就可以了。这样，既避免了内存碎片，也不存在堆空间浪费的说法了。但是，每次进行垃圾回收的时候，都要暂停所有的用户线程，特别是对老年代的对象回收，则需要更长的回收时间，这对用户体验是非常不好的。

垃圾回收器

HotSpot VM中的垃圾回收器，以及适用场景：

内存模型

堆内存模型

内存模型几个重要点：

JVM内存会划分为堆内存和非堆内存，堆内存中也会划分为年轻代和老年代，而非堆内存则为永久代。
新生代Young和老年代Old默认占比是1:3。
年轻代又会分为Eden和Survivor区，Survivor也会分为FromPlace和ToPlace，Eden、FromPlace和ToPlace的默认占比为 8:1:1。

GC类型

Minor GC/Young GC：针对新生代的垃圾收集；
Major GC/Old GC：针对老年代的垃圾收集。
Full GC：针对整个Java堆以及方法区的垃圾收集。

Minor GC工作原理

通常情况下，初次被创建的对象存放在新生代的Eden区，当第一次触发Minor GC，Eden区存活的对象被转移到Survivor区的某一块区域。以后再次触发Minor GC的时候，Eden区的对象连同一块Survivor区的对象一起，被转移到了另一块Survivor区。可以看到，这两块Survivor区我们每一次只使用其中的一块，这样也仅仅是浪费了一块Survivor区。