2021 最全JVM性能调优：垃圾回收+线程+类加载+子系统...(干货）

Posted 2021-06-30 java路人甲乙丙丁

JVM调优

1. 概念
2. 基本垃圾回收算法
3. 垃圾回收面临的问题
4. 分代垃圾回收详述1
5. 分代垃圾回收详述2
6. 典型配置举例1
7. 典型配置举例2
8. 新一代的垃圾回收算法
9. 调优方法
10. 反思

什么是JVM？

在互联网行业，JVM毫无疑问已经是最热门的技术之一

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。

Java语言的一个非常重要的特点就是平台无关性。而使用Java虚拟机是实现这一特点的关键。一般的高级语言如果要在不同的平台上运行，至少需要编译成不同的目标代码。而引入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。Java虚拟机在执行字节码时，把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。这就是Java的能够“一次编译，到处运行”的原因。

JVM有哪些特性？

1、移植性

无论是GC还是Hotspot都可以用在任何Java可用的地方。比方说，JRuby可以运行在其他平台上，Rails应用就可以运行在IBM主机上的JRuby上，而且这台IBM主机运行的是CP/CMS.实际上，由于Java和OpenJDK项目的开源，我们正在看到越来越多的平台的衍生，因此JVM的移植性也将越来越棒。

2、成熟

JVM已有多年的历史，在过去的这些年里，许多开发者为它做出了许多贡献，使得它的性能一次又一次地提升，让JVM变得更加稳定、快速和广泛。

3、覆盖面

JRuby和JVM上的其他语言项目已经被承认，一个例子是invokedynamic specification（akaJSR292）。JSR越来越配合新的语言，JVM已不再是Java一个人定制规则。JVM正在构建成为类如JRuby等项目的优良平台。还有一个MLVM（multiple languageVM）项目，好比是新特性的清算机构，是一个许多企业应用的开发者试图添加应用的地方，而这些应用正是他们想在JVM中看到的。而且JVM开发者互相协作、彼此影响，无疑这有利于JVM新特性的诞生。这些细节都可以看到JVM正在关注开发者的需求，扩大他的覆盖面。

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JVM内存区域划分

1.程序计数器(线程私有)

2Java栈(线程私有)

3.本地方法栈(线程私有)

4.堆(线程共享)

5.方法区(线程共享)

6.直接内存(线程共享)

JVM执行子系统

1.Class类文件结构

• 1.1 Java跨平台的基础
• 1.2 Class类的本质

2.字节码指令

• 2.1加载和存储指令
• 2.2运算或算术指令
• 2.3类型转换指令
• 2.4创建类实例的指令:
• 2.5创建数组的指令:
• 2.6访问字段指令:
• 2.7数组存取相关指令
• 2.8检查类实例类型的指令:
• 2.9操作数据管理指令
• 2.10控制转移指令
• 2.11方法调用指令
• 2.12方法返回指令
• 2.13异常处理指令
• 2.14同步指令

3.类加载机制

4.类加载器

• 4.1系统的类加载器
• 4.2双亲委派模型

5.Tomcat类加载机制

6.方法调用详解

• 6.1解析
• 6.2静态分派
• 6.3动态分派
• 6.4基于栈的字节码解释执行引擎

垃圾回收器和内存分配策略

1.Java中是值传递还是引用传递?

2.引用类型

3.基本垃圾回收算法

• 3.1按照基本回收策略分
• 3.2按分区对待的方式分
• 3.3按系统线程分

4.分代处理垃圾

5.JAVA中垃圾回收GC的类型

编写高效优雅Java程序

1、面向对象

• 1.1构造器参数太多怎么办?
• 1.2不需要实例化的类应该构造器私有
• 1.3不要创建不必要的对象
• 1.4避免使用终结方法
• 1.5使类和成员的可访问性最小化
• 1.6使可变性最小化
• 1.7复合优先于继承
• 1.8接口优于抽象类

2.方法

• 2.1可变参数要谨慎使用
• 2.2返回零长度的数组或集合，不要返回null
• 2.3优先使用标准的异常

3.通用程序设计

性能优化

1、常用的性能评价测试指标

1.1响应时间

1.2并发数

1.3吞吐量

2、常用的性能优化手段

2.1避免过早优化

2.2进行系统性能测试

2.3寻找系统瓶颈，分而治之，逐步优化

2.4前端优化常用手段

• 2.4.1浏览器/App
• 2.4.2 CDN加速
• 2.4.3反向代理缓存
• 2.4.4 WEB组件分离

3、应用服务性能优化

3.1缓存

• 3.1.1缓存的基本原理和本质
• 3.1.2合理使用缓冲的准则
• 3.1.3分布式缓存与一致性哈希

3.2异步

• 3.2.1同步和异步，阻塞和非阻塞
• 3.2.2常见异步的手段

3.3集群

3.4应用相关

• 3.4.1代码级别
• 3.4.2并发编程
• 3.4.3资源的复用
• 3.4.4 JVM
• 3.4.5 GC调优
• 3.4.6调优实战
• 3.4.7存储性能优化

第一部分

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第二部分

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第三部分

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第四部分

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第五部分

​ 总目录

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