Java面试笔记整理JVM(二)

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一.OOM(OutOfMemoryError)

StackOverflowError 栈满会抛出该错误。无限递归就会导致StackOverflowError,是java.lang.Throwable→java.lang.Error→java.lang.VirtualMachineError下的错误

OOM—Java head space 堆内存不足

OOM—GC overhead limit exceeded 这个错误是指:GC的时候会有“Stop the World",STW越小越好,正常情况是GC只会占到很少一部分时间。但是如果用超过98%的时间来做GC,而且收效甚微,就会被JVM叫停

OOM—GC Direct buffer memory 在写NIO程序的时候,会用到ByteBuffer来读取和存入数据。与Java堆的数据不一样,ByteBuffer使用native方法,直接在堆外分配内存。当堆外内存(也即本地物理内存)不够时,就会抛出这个异常。

OOM—unable to create new native thread 在高并发应用场景时,如果创建超过了系统默认的最大线程数,就会抛出该异常。Linux单个进程默认不能超过1024个线程。解决方法要么降低程序线程数,要么修改系统最大线程数vim /etc/security/limits.d/90-nproc.conf。

OOM—Metaspace 元空间满了就会抛出这个异常

一.JVM垃圾收集器

1.四大垃圾收集算法

标记整理

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标记清除

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复制算法

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分代收集算法

准确来讲,跟前面三种算法有所区别。分代收集算法就是根据对象的年代,采用上述三种算法来收集。

对于新生代:每次GC都有大量对象死去,存活的很少,常采用复制算法,只需要拷贝很少的对象。 对于老年代:常采用标整或者标清算法。

2.四种垃圾收集器(四种类)

串行收集器Serial

为单线程环境设计且只使用一个线程进行GC,会暂停所有用户线程,不适用于服务器。就像去餐厅吃饭,只有一个清洁工在打扫。

并行收集器Parrallel

使用多个线程并行地进行GC,会暂停所有用户线程,适用于科学计算、大数据后台,交互性不敏感的场合。多个清洁工同时在打扫。

并发收集器CMS

用户线程和GC线程同时执行(不一定是并行,交替执行),GC时不需要停顿用户线程,互联网公司多用,适用对响应时间有要求的场合。清洁工打扫的时候,也可以就餐。

G1收集器

对内存的划分与前面3种很大不同,将堆内存分割成不同的区域,然后并发地进行垃圾回收。

默认收集器:Serial、Parallel、ConcMarkSweep(CMS)、ParNew、ParallelOld、G1。还有一个SerialOld,快被淘汰了。

查看默认垃圾修改器 使用java -XX:+PrintCommandLineFlags即可看到,Java 8默认使用-XX:+UseParallelGC。

3.七大垃圾收集器(七个)

Serial、Parallel Scavenge、ParNew用户回收新生代;SerialOld、ParallelOld、CMS用于回收老年代。而G1收集器,既可以回收新生代,也可以回收老年代。

连线表示可以搭配使用,红叉表示不推荐一同使用,比如新生代用Serial,老年代用CMS。

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3.1 Serial收集器

年代最久远,是Client VM模式下的默认新生代收集器使用复制算法优点:单个线程收集,没有线程切换开销,拥有最高的单线程GC效率。缺点:收集的时候会暂停用户线程。

使用-XX:+UseSerialGC可以显式开启,开启后默认使用Serial+SerialOld的组合。

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3.2 ParNew收集器

也就是Serial的多线程版本,GC的时候不再是一个线程,而是多个,是Server VM模式下的默认新生代收集器,采用复制算法

使用-XX:+UseParNewGC可以显式开启,开启后默认使用ParNew+SerialOld的组合。但是由于SerialOld已经过时,所以建议配合CMS使用。

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3.3 Parallel Scavenge收集器

ParNew收集器仅在新生代使用多线程收集,老年代默认是SerialOld,所以是单线程收集。而Parallel Scavenge在新、老两代都采用多线程收集。Parallel Scavenge还有一个特点就是吞吐量优先收集器,可以通过自适应调节,保证最大吞吐量。采用复制算法

使用-XX:+UseParallelGC可以开启, 同时也会使用ParallelOld收集老年代。其它参数,比如-XX:ParallelGCThreads=N可以选择N个线程进行GC,-XX:+UseAdaptiveSizePolicy使用自适应调节策略。

3.4 SerialOld收集器

Serial的老年代版本,采用标整算法。JDK1.5之前跟Parallel Scavenge配合使用,现在已经不了,作为CMS的后备收集器。

3.5 ParallelOld收集器

Parallel的老年代版本,JDK1.6之前,新生代用Parallel而老年代用SerialOld,只能保证新生代的吞吐量。JDK1.8后,老年代改用ParallelOld。

使用-XX:+UseParallelOldGC可以开启, 同时也会使用Parallel收集新生代。

3.6 CMS收集器

CMS在并发清理阶段回收垃圾对象,会先使用标记-清除算法,然后可以通过参数【-XX:+UseCMSCompactAtFullCollection】指定在执行完Full GC后对内存空间进行压缩整理,以此来避免内存碎片的产生,配合上【-XX:CMSFullGCsBeforeCompaction】参数设置在执行多少次Full GC后对内存空间进行压缩整理,此时使用的就是标记-整理算法了。

UseCMSCompactAtFullCollection默认就是true,CMSFullGCsBeforeCompaction 说的是,在上一次CMS并发GC执行过后,到底还要再执行多少次full GC才会做压缩。默认是0,也就是在默认配置下每次CMS GC顶不住了而要转入full GC的时候都会做压缩。

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过程

  1. 初始标记:只是标记一下GC Roots能直接关联的对象,速度很快,需要STW。
  2. 并发标记:主要标记过程,标记全部对象,和用户线程一起工作,不需要STW。
  3. 重新标记:修正在并发标记阶段出现的变动,需要STW。
  4. 并发清除:和用户线程一起,清除垃圾,不需要STW。

优点:停顿时间少,响应速度快,用户体验好。

缺点

  1. 对CPU资源非常敏感:由于需要并发工作,多少会占用系统线程资源。
  2. 无法处理浮动垃圾:由于标记垃圾的时候,用户进程仍然在运行,无法有效处理新产生的垃圾。
  3. 产生内存碎片:由于使用标清算法,会产生内存碎片。

3.7 G1收集器

G1收集器与之前垃圾收集器的一个显著区别就是——之前收集器都有三个区域,新、老两代和元空间。而G1收集器只有G1区和元空间。而G1区,不像之前的收集器,分为新、老两代,而是一个一个Region,每个Region既可能包含新生代,也可能包含老年代。

G1收集器既可以提高吞吐量,又可以减少GC时间。最重要的是STW可控,增加了预测机制,让用户指定停顿时间。

使用-XX:+UseG1GC开启,还有-XX:G1HeapRegionSize=n、-XX:MaxGCPauseMillis=n等参数可调。

特点

  1. 并行和并发:充分利用多核、多线程CPU,尽量缩短STW。

  2. 分代收集:虽然还保留着新、老两代的概念,但物理上不再隔离,而是融合在Region中。

  3. 空间整合:G1整体上看是标整算法,在局部看又是复制算法,不会产生内存碎片。

  4. 可预测停顿:用户可以指定一个GC停顿时间,G1收集器会尽量满足。 过程(与CMS类似)

  5. 初始标记。

  6. 并发标记。

  7. 最终标记。

  8. 筛选回收。

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