如何正确学会Java虚拟机调优1)堆
运行时数据区域，所有类实例和数组的内存均从此处分配。Java虚拟机启动时创建。对象的堆内存由称为垃圾回收器的自动内存管理系统回收。
堆由两部分组成:
其中eden+fromspace+tospace也叫年轻代(young),oldspace叫旧生代.
其中还有S1,S0(在JDK的自带工具输出中会看到),分别指的是Survivorspace,存放每次垃圾回收后存活的对象.
OldGeneration,主要存放应用程序中生命周期长的存活对象
垃圾回收主要是对YoungGeneration块和OldGeneration块内存进行回收，YG用来放新产生的对象，经过几次回收还没回收掉的对象往OG中移动，
对YG进行垃圾回收又叫做MinorGC，对OG垃圾回收叫MajorGC，两块内存回收互不干涉
2)非堆内存
JVM具有一个由所有线程共享的方法区。方法区属于非堆内存。它存储每个类结构，如运行时常数池、字段和方法数据，以及方法和构造方法的代码。它是在Java虚拟机启动时创建的。
除了方法区外，Java虚拟机实现可能需要用于内部处理或优化的内存，这种内存也是非堆内存。例如，JIT编译器需要内存来存储从Java虚拟机代码转换而来的本机代码，从而获得高性能。
PermanentGeneration（图中的PermanentSpace）存放JVM自己的反射对象，比如类对象和方法对象
3)回收算法和过程
JVM采用一种分代回收(generationalcollection)的策略，用较高的频率对年轻的对象(younggeneration)进行扫描和回收，这种叫做minorcollection，而对老对象(oldgeneration)的检查回收频率要低很多，称为majorcollection。这样就不需要每次GC都将内存中所有对象都检查一遍。
当一个URL被访问时，内存申请过程如下：
A.JVM会试图为相关Java对象在Eden中初始化一块内存区域
B.当Eden空间足够时，内存申请结束。否则到下一步
C.JVM试图释放在Eden中所有不活跃的对象（这属于1或更高级的垃圾回收）,释放后若Eden空间仍然不足以放入新对象，则试图将部分Eden中活跃对象放入Survivor区
D.Survivor区被用来作为Eden及OLD的中间交换区域，当OLD区空间足够时，Survivor区的对象会被移到Old区，否则会被保留在Survivor区
E.当OLD区空间不够时，JVM会在OLD区进行完全的垃圾收集（0级）
F.完全垃圾收集后，若Survivor及OLD区仍然无法存放从Eden复制过来的部分对象，导致JVM无法在Eden区为新对象创建内存区域，则出现”outofmemory错误”
对象衰老的过程
younggeneration的内存，由一块Eden(伊甸园，有意思)和两块SurvivorSpace(1.4文档中称为semi-space)构成。新创建的对象的内存都分配自eden。两块SurvivorSpace总有会一块是空闲的，用作copyingcollection的目标空间。Minorcollection的过程就是将eden和在用survivorspace中的活对象copy到空闲survivorspace中。所谓survivor，也就是大部分对象在伊甸园出生后，根本活不过一次GC。对象在younggeneration里经历了一定次数的minorcollection后，年纪大了，就会被移到oldgeneration中，称为tenuring。(是否仅当survivorspace不足的时候才会将老对象tenuring?目前资料中没有找到描述)
剩余内存空间不足会触发GC，如eden空间不够了就要进行minorcollection，oldgeneration空间不够要进行majorcollection，permanentgeneration空间不足会引发fullGC。
4接下来这部分讲解的是TOMCAT或者其他服务器出现如下错误时的分析:
1、首先是：java.lang.OutOfMemoryError:Javaheapspace
解释：
Heapsize设置
JVM堆的设置是指java程序运行过程中JVM可以调配使用的内存空间的设置.JVM在启动的时候会自动设置Heapsize的值，其初始空间(即-Xms)是物理内存的1/64，最大空间(-Xmx)是物理内存的1/4。可以利用JVM提供的-Xmn-Xms-Xmx等选项可进行设置。Heapsize的大小是YoungGeneration和TenuredGeneraion之和。
提示：在JVM中如果98％的时间是用于GC且可用的Heapsize不足2％的时候将抛出此异常信息。
提示：HeapSize最大不要超过可用物理内存的80％，一般的要将-Xms和-Xmx选项设置为相同，而-Xmn为1/4的-Xmx值。
解决方法：
手动设置Heapsize
修改TOMCAT_HOME/bin/catalina.bat，在“echo”UsingCATALINA_BASE:$CATALINA_BASE””上面加入以下行：
Java代码
setJAVA_OPTS=%JAVA_OPTS%-server-Xms800m-Xmx800m-XX:MaxNewSize=256m
setJAVA_OPTS=%JAVA_OPTS%-server-Xms800m-Xmx800m-XX:MaxNewSize=256m
或修改catalina.sh
在“echo”UsingCATALINA_BASE:$CATALINA_BASE””上面加入以下行：
JAVA_OPTS=”$JAVA_OPTS-server-Xms800m-Xmx800m-XX:MaxNewSize=256m”
2、其次是：java.lang.OutOfMemoryError:PermGenspace
原因：
PermGenspace的全称是PermanentGenerationspace,是指内存的永久保存区域，这块内存主要是被JVM存放Class和Meta信息的,Class在被Loader时就会被放到PermGenspace中，它和存放类实例(Instance)的Heap区域不同,GC(GarbageCollection)不会在主程序运行期对PermGenspace进行清理，所以如果你的应用中有很CLASS的话,就很可能出现PermGenspace错误，这种错误常见在web服务器对JSP进行precompile的时候。如果你的WEBAPP下都用了大量的第三方jar,其大小超过了jvm默认的大小(4M)那么就会产生此错误信息了。
解决方法：
1.手动设置MaxPermSize大小
修改TOMCAT_HOME/bin/catalina.bat（Linux下为catalina.sh），在Java代码
“echo”UsingCATALINA_BASE:$CATALINA_BASE””上面加入以下行：
setJAVA_OPTS=%JAVA_OPTS%-server-XX:PermSize=128M-XX:MaxPermSize=512m
“echo”UsingCATALINA_BASE:$CATALINA_BASE””上面加入以下行：
setJAVA_OPTS=%JAVA_OPTS%-server-XX:PermSize=128M-XX:MaxPermSize=512m
catalina.sh下为：
Java代码
JAVA_OPTS=”$JAVA_OPTS-server-XX:PermSize=128M-XX:MaxPermSize=512m”
JAVA_OPTS=”$JAVA_OPTS-server-XX:PermSize=128M-XX:MaxPermSize=512m”
JVM的默认设置
堆（heap）（NewsGeneration和OldGeneraion之和）的设置
初始分配的内存由-Xms指定，默认是物理内存的1/64但小于1G。
最大分配的内存由-Xmx指定，默认是物理内存的1/4但小于1G。
默认空余堆内存小于40%时，JVM就会增大堆直到-Xmx的最大限制，可以由-XX:MinHeapFreeRatio=指定。
默认空余堆内存大于70%时，JVM会减少堆直到-Xms的最小限制，可以由-XX:MaxHeapFreeRatio=指定。
服务器一般设置-Xms、-Xmx相等以避免在每次GC后调整堆的大小，所以上面的两个参数没啥用。
-Xmn设置younggeneration的heap大小
-XX:MinHeapFreeRatio与-XX:MaxHeapFreeRatio设定空闲内存占总内存的比例范围，这两个参数会影响GC的频率和单次GC的耗时。-XX:NewRatio决定young与oldgeneration的比例。Younggeneration空间越大，minorcollection频率越低，但是oldgeneration空间小了，又可能导致majorcollection频率增加。-XX:NewSize和-XX:MaxNewSize直接指定了younggeneration的缺省大小和最大大小。
非堆内存的设置
默认分配为64M
-XX:PermSize设置最小分配空间，-XX:MaxPermSize设置最大分配空间。一般把这两个数值设为相同，以减少申请内存空间的时间。
再讲解和笔记下,JDK下的一些相关看内存管理工具的使用:
查看jvm内存状态：
jstat-gcutilpid100020
异常情况的例子
jstat-gcutilpid100020
S0S1EOPYGCYGCTFGCFGCTGCT
0.000.0099.9982.5153.1124091.205101177250.3937251.598
0.000.0083.4282.5553.1024091.205101187252.6507253.855
0.000.0056.0682.4653.1024101.205101207254.4677255.672
0.000.0032.1182.5553.1024111.205101217256.6737257.877
0.000.0099.9982.5553.1024121.205101237257.0267258.231
0.000.0076.0082.5053.1024121.205101247259.2417260.446
这个数据显示FullGC频繁发生。
正常情况的例子
S0S1EOPYGCYGCTFGCFGCTGCT
0.000.000.2455.3999.601710.6671339393.364394.031
0.000.000.2455.3999.601710.6671339393.364394.031
0.000.000.2455.3999.601710.6671339393.364394.031
0.000.000.2455.3999.601710.6671339393.364394.031
0.000.000.2455.3999.601710.6671339393.364394.031
0.000.000.2455.3999.601710.6671339393.364394.031
参数含义：
S0：Heap上的Survivorspace0段已使用空间的百分比
S1：Heap上的Survivorspace1段已使用空间的百分比
E：Heap上的Edenspace段已使用空间的百分比
O：Heap上的Oldspace段已使用空间的百分比
P：Permspace已使用空间的百分比
YGC：从程序启动到采样时发生YoungGC的次数
YGCT：YoungGC所用的时间(单位秒)
FGC：从程序启动到采样时发生FullGC的次数
FGCT：FullGC所用的时间(单位秒)
GCT：用于垃圾回收的总时间(单位秒)
2Dump出内存
2.1找出要dump的线程pid
在Linux下，使用ps–aux
2.2Dump出内存使用详情
可以通过命令：
jmap-dump:file=a.hprofpid
例如:jmap-heap2343,可以看到
AttachingtoprocessID2343,pleasewait…
Debuggerattachedsuccessfully.
Servercompilerdetected.
JVMversionis11.0-b16
usingthread-localobjectallocation.
ParallelGCwith8thread(s)
HeapConfiguration:
MinHeapFreeRatio=40
MaxHeapFreeRatio=70
MaxHeapSize=4294967296(4096.0MB)
NewSize=2686976(2.5625MB)
MaxNewSize=-65536(-0.0625MB)
OldSize=5439488(5.1875MB)
NewRatio=2（YG，OG大小比为1：2）
SurvivorRatio=8
PermSize=21757952(20.75MB)
MaxPermSize=268435456(256.0MB)
HeapUsage:
PSYoungGeneration
EdenSpace:
capacity=1260060672(1201.6875MB)
used=64868288(61.86322021484375MB)
free=1195192384(1139.8242797851562MB)
5.148028935546367%used
FromSpace:
capacity=85524480(81.5625MB)
used=59457648(56.70323181152344MB)
free=26066832(24.859268188476562MB)
69.52120375359195%used
ToSpace:
capacity=85852160(81.875MB)
used=0(0.0MB)
free=85852160(81.875MB)
0.0%used
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~这三块为上面所说的YG大小和使用情况
PSOldGeneration
capacity=2291138560(2185.0MB)
used=1747845928(1666.8757705688477MB)
free=543292632(518.1242294311523MB)
76.28722062099989%used
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~OG大小和使用情况
PSPermGeneration
capacity=108265472(103.25MB)
used=107650712(102.6637191772461MB)
free=614760(0.5862808227539062MB)
99.43217353728436%used
jstat
jstat是vm的状态监控工具，监控的内容有类加载、运行时编译及GC。
使用时，需加上查看进程的进程id，和所选参数。以下详细介绍各个参数的意义。
jstat-classpid:显示加载class的数量，及所占空间等信息。
jstat-compilerpid:显示VM实时编译的数量等信息。
jstat-gcpid:可以显示gc的信息，查看gc的次数，及时间。其中最后五项，分别是younggc的次数，younggc的时间，fullgc的次数，fullgc的时间，gc的总时间。
jstat-gccapacity:可以显示，VM内存中三代（young,old,perm）对象的使用和占用大小，如：PGCMN显示的是最小perm的内存使用量，PGCMX显示的是perm的内存最大使用量，PGC是当前新生成的perm内存占用量，PC是但前perm内存占用量。其他的可以根据这个类推，OC是old内纯的占用量。
jstat-gcnewpid:new对象的信息。
jstat-gcnewcapacitypid:new对象的信息及其占用量。
jstat-gcoldpid:old对象的信息。
jstat-gcoldcapacitypid:old对象的信息及其占用量。
jstat-gcpermcapacitypid:perm对象的信息及其占用量。
jstat-utilpid:统计gc信息统计。
jstat-printcompilationpid:当前VM执行的信息。
除了以上一个参数外，还可以同时加上两个数字，如：jstat-printcompilation30242506是每250毫秒打印一次，一共打印6次，还可以加上-h3每三行显示一下标题。
例子：
jstat-gcutilpid100020
S0S1EOPYGCYGCTFGCFGCTGCT
47.490.0064.8246.0847.69208222058.6316822.7342081.365
0.0037.9138.5746.1347.69208232058.6916822.7342081.425这里发生了一次YGGC，也就是MinorGC，耗时0.06s
46.690.0015.1946.1847.69208242058.7766822.7342081.510
46.690.0074.5946.1847.69208242058.7766822.7342081.510
0.0040.2919.9546.2447.69208252058.8486822.7342081.582
MajorGC平均时间：22.734/68=0.334秒
MinorGC平均时间：2058.691/20823=0.099秒