xym-loveit/myJvm

java堆为对象分配空间的方式：

1、指针碰撞（serial、parNew带有Compact过程收集器）

使用过的内存和空闲的内存划分界限（通过指针划分）

2、空闲列表（CMS基于Mark-Sweep算法收集器）

使用过的内存和空闲内存相互交错

解决对象分配内存并发问题

1、分配时进行同步处理（CAS失败重试）

2、分配时按照不同的线程划分在不同空间。

即每个线程在java堆中预先分配一小块内存，称为本地线程分配缓冲（Thread Local Allocation Buffer，TLAB），只有TLAB用完并分配新的TLAB时，才需要同步锁定。虚拟机是否使用TLAB，可以采用-XX:+/-UseTLAB参数来设定。

对象在HotSpot虚拟机中的存储布局可以分为3块区域：对象头（Header）、实例数据（instance data）对齐填充（padding）

对象头：存储自身运行时数据，如哈希码（hashcode）、GC分代年龄、锁状态标志、线程持有的锁、偏向线程ID、偏向时间戳等；另一部分为类型指针，即为对象指向它的类元数据的指针。

实例数据：真正存储的实例数据。

对齐填充：由于HotSpot vm的自动内存管理系统要求对象起始地址必须是8字节的整数倍，换句话说，就是对象的大小必须是8字节的整数倍。而对象头部分正好是8字节的倍数，因此对象实例数据部分没有对齐时，就需要对齐填充来补全。

虚拟机访问对象的方式：

1、使用句柄

2、直接指针（Hotspot虚拟机默认模式）

堆内存异常实例:

VM Args: -Xms20m -Xmx20m -XX:+HeapDumpOnOutOfMemoryError

分析方法： 1、内存溢出：是否有必要增大堆内存参数（-Xms/-Xmx） 2、内存泄漏（通过工具分析对象到GC Roots的引用链）

常用分析工具：Memory Analyzer (MAT)（http://www.eclipse.org/mat/）

栈内存异常实例：

方法递归：

VM Args: -Xss128k

创建线程：

VM Args: -Xss2m

运行时常量池异常

VM Args: -XX:PermSize=10m -XX:MaxPermSize=10m

方法区异常

对应JavaMethodAreaOOM示例

VM Args: -XX:PermSize=10m -XX:MaxPermSize=10m

直接内存溢出异常

VM Args: -Xmx20m -XX:MaxDirectMemorySize=10m

垃圾回收算法：

即通过什么断定对象是垃圾？

1、引用计数算法（jvm未采用该算法）

给对象添加一个计数器，每当有一个地方引用它时，计数器值就加1；当引用失效时，计数器值就减1；任何时刻计数器为0的对象就是不可能再被使用的，即视该对象为垃圾。

2、可达性分析算法

通过一系列的称为“GC Roots”的对象作为起始点，从这些节点开始向下搜索，搜索所走过的路径被称为应用链，当一个对象到GC Roots没有任何引用链相连时，则证明此对象是不可用的。

3、哪些可以作为`GC Roots`对象呢？

虚拟机栈（栈帧中的本地变量表）中引用的对象
方法区中常量引用的对象
方法区中类静态属性引用的对象
本地方法栈中JNI（即一般说的Native方法）引用的对象

java引用类型

强引用（Strong Reference）

强引用就是指在程序代码中普遍存在的，类似“Object obj=new Object()”这类引用，只要强引用还存在，垃圾收集器永远不会回收掉被引用的对象。

软引用（Soft Reference）

软引用是用来描述一些还有用但并非必须的对象。对于软引用关联着的对象，在系统将要发生内存溢出异常前，将会把这些对象列进回收范围之中进行第二次回收。如果这次回收还没有足够的内存，才会抛出内存溢出异常。jdk1.2之后，提供了SoftReference类实现软引用。

弱引用（Weak Reference）

弱引用也是用来描述非必须对象的，但是它的强度比软引用更弱一些，被弱引用关联的对象只能生存到下一次垃圾收集发生之前。当垃圾收集器工作时，无论当前内存是否足够，都会回收掉只被弱引用关联的对象。在jdk1.2之后，提供了WeakReference类来实现弱应用。

虚引用（Phantom Reference）

虚引用也称为幽灵引用或者幻影引用，它是最弱的一种引用关系。一个对象是否有虚引用的存在，完全不会对其生存时间构成影响，也无法通过虚引用来取得一个对象实例。为一个对象设置虚引用关联的唯一目的就是能在这个对象被收集器回收时收到一个系统通知。在jdk1.2之后，提供了PhantomReference类来实现虚引用。

对象在死亡之前会执行一次（仅仅一次）`finalize`方法

在finalize方法中可以进行自我拯救

方法区中垃圾收集针对无用类收集条件：

该类的所有实例都已经被回收，也就是java堆中不存在该类的任何实例
加载该类的ClassLoader已经被回收
该类对应的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用，无法在任何地方通过发射访问该类的方法

垃圾收集算法

标记-清除算法（Mark-Sweep）

标记和清除效率不高
容易产生垃圾碎片

复制算法（Copying）

内存分为2块，一个用于存放对象，一块用于垃圾收集时置换空间
内存缩小为原来一半，代价有些高

基于复制算法演变为了：将堆内存分为三块，Eden(8)、Survivor1(1)、Survivor2(1),且Eden:Survivor=8/1 也就是说每次新生代中可用内存空间为整个新生代容量的90%（80%+10%），只有10%的内存会被“浪费”。但没有办法保证每次回收都只有不多于10%的对象存活，当Survivor空间不够用时，需要依赖其他内存（老年代）进行分配担保。

标记整理算法（Mark Compact）

标记过程与“标记-清除”算法一样，但后续步骤不是直接对可回收对象进行清理，而是让所有存活的对象都向一端移动，然后直接清理掉端边界以外的内存。

分代收集算法

根据对象存活周期不同将内存划分为几块。一般是把java堆分为新生代和老年代，这样就可以根据各个年代的特点采用最适当的收集算法。在新生代中，每次垃圾收集时都发现有大批对象死去，只有少量存活，那就选用复制算法；而老年代中因为对象存活率高、没有额外空间对它进行分配担保，就必须使用“标记-清理”或者“标记-整理”算法来回收。

垃圾收集器

Serial收集器（Client模式下推荐）

停顿所有线程，单线程收集，无线程切换开销，一般会选择运行在Client模式下

ParNew（Serial的多线程版本）

Server模式下虚拟机中首选新生代收集器，除了Serial收集器外，目前只有它能和CMS收集器配合使用。

Parallel Scavenge收集器（适用于新生代）

（关注吞吐量，适合后台运算，不需要与用户交互的任务）

Serial Old收集器（Serial老年代版本）

Parallel Old收集器（Parallel Scavenge收集器的老年代版本）

CMS（Concurrent Mark Sweep）收集器（互联网和B/S系统服务端，重视服务响应速度）

收集器收集过程比较复杂，包含4个步骤：

初始标记（CMS initial mark）
并发标记（CMS concurrent mark）
重新标记（CMS remark）
并发清除（CMS concurrent sweep）

G1收集器

垃圾收集器参数总结

垃圾收集相关的常用参数

参数	描述
UseSerialGC	虚拟机运行在 Client模式下的默认值,打开此开关后,使用 Serial+Serial Old的收集器组合进行内存回收
UseParNewGC	打开此开关后,使用 ParNew+ Serial Old的收集器组合进行内存回收
UseConcMarkSweepGC	打开此开关后,使用 ParNew+CMS+ SerialOld的收集器组合进行内存回收，Serial Old收集器将作为CMS收集器出现 Oncurrent Mode Failure失败后的后备收集器使用
UseParallelGC	虚拟机运行在 Server模式下的默认值,打开此开关后,使用 ParallelScavenge+ Serial Old( PS Marksweep)的收集器组合进行内存回收
UseParallelOldGC	打开此开关后,使用 Parallel Scavenge+ Parallel Old的收集器组合进行内存回收
SurvivorRatio	新生代中Eden区域与 Survivor区域的容量比值,默认为8,代表Eden: Survivor=8:1
PretenureSizeThreshold	直接晋升到老年代的对象大小,设置这个参数后,大于这个参数的对象，将直接在老年代分配
MaxTenuringThreshold	晋升到老年代的对象年龄。每个对象在坚持过一次 Minor GC之后,年龄就增加1,当超过这个参数值时就进人老年代
UseAdaptiveSizePolicy	动态调整Java堆中各个区域的大小以及进入老年代的年龄
HandlePromotionFailure	是否允许分配担保失败,即老年代的剩余空间不足以应付新生代的整个Eden和 Survivor区的所有对象都存活的极端情况
ParallelGCThreads	设置并行GC时进行内存回收的线程数
GCTimeRatio	GC时间占总时间的比率,默认值为99,即允许1%的GC时间。仅在使用 Parallel Scavenge收集器时生效
MaxGCPauseMillis	设置GC的最大停顿时间。仅在使用 Parallel Scavenge收集器时生效
CMSInitiatingOccupancyFraction	设置CMS收集器在老年代空间被使用多少后触发垃圾收集。默认值为68%,仅在使用CMS收集器时生效
UseCMSCompactatFullCollection	设置CMS收集器在完成垃圾收集后是否要进行一次内存碎片整理。仅在使用CMS收集器时生效
CMSFullGCsBeforeCompaction	设置CMS收集器在进行若干次垃圾收集后再启动一次内存碎片整理仅在使用CMS收集集器时生效

JVM参数

-标准参数，所有jvm都应该支持
-X非标准参数，每个jvm实现都不同
-XX不稳定参数，下一个版本可能会取消

Java虚拟机参数

参数	描述
-XX: +PrintGC	简短输出gc日志
-XX: +PrintGCDetails	详细打印gc日志
-XX: +PrintHeapAtGC	GC时打印堆信息
-XX: +PrintGCTimeStamps	GC时候打印发生时间
-XX:PrintGCApplicationConcurrentTime	打印应用程序执行时间
-XX:PrintGCApplicationStoppedTime	打印应用程序由于GC而产生的停顿时间
-XX:PrintReferenceGC	GC时跟踪系统内的软引用、弱引用、虚引用和Finallize队列回收情况
-Xloggc	gc执行时输出到日志文件
-verbose:class	跟踪类的加载和卸载
-XX:+TraceClassLoading	单独跟踪类的加载
-XX:+TraceClassUnLoading	单独跟踪类的卸载
-XX:+PrintClassHistogram	现在当前加载类的信息柱状图，通过该柱状图信息，可以看到系统中占用空间最多的对象，以及其实例数量和空间大小
-XX:PrintVMOptions	打印虚拟机接收到的命令行显示参数
-XX:PrintCommandLineFlags	打印传递给虚拟机的显示和隐式参数，隐式参数未必是通过命令行直接给出的，它可能是由虚拟机启动时自行设置的
-XX:+PrintFlagsFinal	打印所有的系统参数的值（输出会很多）
-Xms	jvm堆内存初始大小
-Xmx	jvm堆内存最大大小
-Xmn	新生代内存大小，一般设置为整个堆内存的1/3到1/4左右
-XX:SurvivorRatio	设置新生代中eden空间和from/to空间的比例关系，含义：-XX:SurvivorRatio=eden/from=eden/to
-XX:NewRatio	设置新生代和老年代的比例，含义为：-XX:NewRatio=老年代/新生代
-XX:HeapDumpOnOutOfMemoryError	内存溢出时导出整个堆信息（除了可以导出堆信息，还可以指定一个脚本文件，该文件可以用于奔溃程序的自救、报警、或者通知）
-XX:HeapDumpPath	指定导出堆的存放路径（MAT分析）
-XX:PermSize	初始永久区大小
-XX:MaxPermSize	最大永久区大小
-XX:MaxMetaspaceSize	指定永久区最大可用大小（jdk1.8+）
-Xss	jvm栈空间大小
-XX:MaxDirectMemorySize	最大可用直接内存大小（如不设置，默认值为最大堆空间，即为-Xmx）
-XX:+DisableExplicitGC	是否禁用手动触发GC（System.gc()）
-XX:+ExplicitGCInvokesConcurrent	System.gc()默认非并发方式，使用并发方式进行显示GC的回收
-XX:ScavengeBeforeFullGC	在并行GC前（Full GC）额外触发一次新生代GC（默认值为true）
-XX:+UseTLAB	开启TLAB分配
-XX:+PrintTLAB	打印TLAB相关分配
-XX:TLABSize	设置TLAB大小
-XX:+ResizeTLAB	自动调整TLAB大小

认识GC日志

每一种收集器的日志形式都是由它们自身的实现所决定的,换而言之,每个收集器的日志格式都可以不一样。但虚拟机设计者为了方便用户阅读,将各个收集器的日志都维持一定的共性,例如以下两段典型的GC日志:

0.139: [GC [PSYoungGen: 6041K->4728K(37376K)] 6041K->4728K(122368K), 0.0160554 secs] [Times: user=0.03 sys=0.00, real=0.02 secs] 
0.155: [Full GC [PSYoungGen: 4728K->0K(37376K)] [ParOldGen: 0K->4628K(84992K)] 4728K->4628K(122368K) [PSPermGen: 3076K->3075K(21504K)], 0.0238742 secs] [Times: user=0.03 sys=0.03, real=0.02 secs]

前面的数字（0.139、0.155）代表GC发生的时间，这个数字的含义是从Java虚拟机启动以来经过的秒数。
GC日志开头的“GC和Full GC”说明了这次垃圾收集的停顿类型，而不是用来区分新生代还是老年代GC的，如果有“Full”，说明这次GC是发生了“Stop-The-World”的
[PSYoungGen、“DefNew”、"Tenured"、“Perm”]表示GC发生的区域，这里显示的区域名称与使用的GC收集器是密切相关的，例如当前所使用的“Parallel Scavenge收集器，那配套新生代为”PSYoungGen“，老年代和永久代同理，名称也是由收集器决定的。
方括号内部“6041K->4728K(37376K)”含义是“GC前该内存区域已使用容量-->GC后该内存区域已使用容量（该内存区域总容量）”。而在方括号之外的"6041K->4728K(122368K)"表示GC前Java堆已使用容量-->GC后Java堆已使用容量（Java堆总容量）
再往后“0.0160554 secs”表示该内存区域GC所占用的时间，单位是秒。

对象分配测试示例

1、对象优先在Eden区分配

/**
 * 描述类作用
 * <p>
 * VM Args:-XX:+UseSerialGC -verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails
 * <p>
 * -XX:+UseSerialGC：使用串行带线程收集器
 * <p>
 * -verbose:gc：在输出设备上显示虚拟机垃圾收集信息
 * <p>
 * -Xms20M -Xmx20M :控制java堆内存大小为20M
 * <p>
 * -Xmn10M：分配10兆给新生代,剩余10M老年代
 * <p>
 * -XX:+PrintGCDetails：详细输出GC日志
 * <p>
 * <p>
 * 此时java堆内存（新生代[8兆eden，1兆S0区，1兆S1区]）10M+（老年代）10M
 * <p>
 * 因此新生代可用空间为8+1=9M
 *
 * @author xym
 */
public class TestMain {
    //1兆
    private static final int _1MB = 2 << 19;

    public static void main(String[] args) {
        byte[] allocation1, allocation2, allocation3, allocation4;
        allocation1 = new byte[2 * _1MB];
        allocation2 = new byte[2 * _1MB];
        allocation3 = new byte[2 * _1MB];
        //出现一次minor GC
        allocation4 = new byte[4 * _1MB];
    }
}

执行后结果为：


[GC[DefNew: 7506K->532K(9216K), 0.0064196 secs] 7506K->6677K(19456K), 0.0064722 secs] [Times: user=0.00 sys=0.02, real=0.01 secs] 
Heap
 def new generation   total 9216K, used 4958K [0x00000000f9a00000, 0x00000000fa400000, 0x00000000fa400000)
  eden space 8192K,  54% used [0x00000000f9a00000, 0x00000000f9e526c8, 0x00000000fa200000)
  from space 1024K,  52% used [0x00000000fa300000, 0x00000000fa3853d0, 0x00000000fa400000)
  to   space 1024K,   0% used [0x00000000fa200000, 0x00000000fa200000, 0x00000000fa300000)
 tenured generation   total 10240K, used 6144K [0x00000000fa400000, 0x00000000fae00000, 0x00000000fae00000)
   the space 10240K,  60% used [0x00000000fa400000, 0x00000000faa00030, 0x00000000faa00200, 0x00000000fae00000)
 compacting perm gen  total 21248K, used 2991K [0x00000000fae00000, 0x00000000fc2c0000, 0x0000000100000000)
   the space 21248K,  14% used [0x00000000fae00000, 0x00000000fb0ebdc0, 0x00000000fb0ebe00, 0x00000000fc2c0000)

-----------------------------------------------------------------------------------------
1、DefNew表示采用的串行收集器生效，7506K->532K(9216K)表明年轻代回收的效果很给力，7506K->6677K(19456K)，堆内存回收效果最终还是不理想，说明垃圾没怎么被回收，还是存再堆内存的老年代中。

2、eden space 8192K（8M）, from space 1024K（1M）,to   space 1024K（1M）,刚好和我们分析的一致。

3、tenured generation the space 10240K，60% used说明老年代空间大小为10M，且被占用了60%

4、当为allocation4分配4m内存空间时，此刻年轻代eden存放了allocation1，allocation2，allocation3共消耗6M内存此时，eden剩余空间=（8-6=2M），s0=s1=1M，这时他们都容不下4M，此时引发GC，GC发生后，因s区容纳不下6M，3个对象都会转移至老年代。此时老年代被占用6兆，也即是60%，eden区腾出来的空间容纳当前4M的allocation4

2、大对象直接在老年代分配

**
 * <p>
 * VM Args:-XX:+UseSerialGC -verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails -     
 *  XX:SurvivorRatio=8 -XX:PretenureSizeThreshold=3145728
 * <p>
 * -XX:+UseSerialGC：使用串行带线程收集器
 * <p>
 * -verbose:gc：在输出设备上显示虚拟机垃圾收集信息
 * <p>
 * -Xms20M -Xmx20M :控制java堆内存大小为20M
 * <p>
 * -Xmn10M：分配10兆给新生代
 * <p>
 * -XX:+PrintGCDetails：详细输出GC日志
 * <p>
 * -XX:SurvivorRatio=8：Eden区和Survivor区域的容量比值为8:1
 *<p>
 *  -XX:PretenureSizeThreshold=3145728：大于3M的对象将直接在老年代分配
 * <p>
 * 此时java堆内存（新生代[8兆eden，1兆S0区，1兆S1区]）10M+（老年代）10M
 * <p>
 * 新生代可用空间为8+1=9M
 *
 * @author xym
 * @create 2018-07-21 18:20
 */
public static void main(String[] args) {
        //testAllocation();
        byte[] allocation = new byte[4 * _1MB];
}

执行结果：

Heap
 def new generation   total 9216K, used 1526K [0x00000000f9a00000, 0x00000000fa400000, 0x00000000fa400000)
  eden space 8192K,  18% used [0x00000000f9a00000, 0x00000000f9b7d9c8, 0x00000000fa200000)
  from space 1024K,   0% used [0x00000000fa200000, 0x00000000fa200000, 0x00000000fa300000)
  to   space 1024K,   0% used [0x00000000fa300000, 0x00000000fa300000, 0x00000000fa400000)
 tenured generation   total 10240K, used 4096K [0x00000000fa400000, 0x00000000fae00000, 0x00000000fae00000)
   the space 10240K,  40% used [0x00000000fa400000, 0x00000000fa800010, 0x00000000fa800200, 0x00000000fae00000)
 compacting perm gen  total 21248K, used 2946K [0x00000000fae00000, 0x00000000fc2c0000, 0x0000000100000000)
   the space 21248K,  13% used [0x00000000fae00000, 0x00000000fb0e0e18, 0x00000000fb0e1000, 0x00000000fc2c0000)
   
1、tenured generation   total 10240K, used 4096K，40% used，表明4M的对象直接分配在老年代中

3、长期存活的对象将进入老年代

//-XX:+UseSerialGC -verbose:gc -Xms20M -Xmx20M -Xmn10M -XX:+PrintGCDetails -XX:SurvivorRatio=8 -XX:MaxTenuringThreshold=1
//MaxTenuringThreshold:晋升到老年代的对象年龄,当超过指定年龄后对象会进入老年代

public static void main(String[] args) {
        //testAllocation();
        //testPretenureSizeThreshold();
        byte[] allocation1, allocation2, allocation3;
        allocation1 = new byte[_1MB / 4];
        allocation2 = new byte[4 * _1MB];
        allocation3 = new byte[4 * _1MB];
        allocation3 = null;
        allocation3 = new byte[4 * _1MB];
 }

执行结果

[GC[DefNew: 5878K->783K(9216K), 0.0058853 secs] 5878K->4879K(19456K), 0.0059248 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.01 secs] 
[GC[DefNew: 4879K->0K(9216K), 0.0023356 secs] 8975K->4879K(19456K), 0.0023621 secs] [Times: user=0.00 sys=0.00, real=0.00 secs] 
Heap
 def new generation   total 9216K, used 4346K [0x00000000f9a00000, 0x00000000fa400000, 0x00000000fa400000)
  eden space 8192K,  53% used [0x00000000f9a00000, 0x00000000f9e3ea30, 0x00000000fa200000)
  from space 1024K,   0% used [0x00000000fa200000, 0x00000000fa200000, 0x00000000fa300000)
  to   space 1024K,   0% used [0x00000000fa300000, 0x00000000fa300000, 0x00000000fa400000)
 tenured generation   total 10240K, used 4879K [0x00000000fa400000, 0x00000000fae00000, 0x00000000fae00000)
   the space 10240K,  47% used [0x00000000fa400000, 0x00000000fa8c3c50, 0x00000000fa8c3e00, 0x00000000fae00000)
 compacting perm gen  total 21248K, used 2937K [0x00000000fae00000, 0x00000000fc2c0000, 0x0000000100000000)
   the space 21248K,  13% used [0x00000000fae00000, 0x00000000fb0de748, 0x00000000fb0de800, 0x00000000fc2c0000)

Sun JDK监控和故障处理命令行工具

名称	主要作用
jps	JVM Process Status Tool,显示指定系统内所有的 Hotspot虚拟机进程
jstat	JVM Statistics Monitoring Tool,用于收集 Hotspot虚拟机各方面的运行数据
jinfo	Configuration Info for Java,显示示虚拟机配置信息
jmap	Memory Map for Java,生成虚拟机的内存转储快照( heapdump文件）
jhat	JVM Heap Dump Browser,用于分析heapdump文件,它会建立一个HTTP/HTML服务器,让用户可以在浏览器上查看分析结果
jstack	Stack Trace for Java,显示虚拟机的线程快照

1、jps：虚拟机进程状况工具

jps [-q] [-mlvV] [<hostid>]

jps主要选项

选项	作用
-q	只输出 LVMID,省略主类的名称
-m	输出虚拟机进程启动时传递给主类 main（）函数的参数
-l	输出主类的全名,如果进程执行的是Jar包,输出Jar路径
-v	输出虚拟机进程启动时JVM参数

###2、jstat：虚拟机统计信息监视工具

jstat -<option> [-t] [-h<lines>] <vmid> [<interval> [<count>]]

选项代表着用户希望查询的虚拟机信息，只要分为3类：类装载、垃圾收集、运行期编译状况

选项	作用
-class	监视类装载、卸载数量、总空间以及类装载所耗费的时间
-gc	监视Java堆状况,包括Eden区、两个 survivor区、老年代、永久代等的容量、已用空间、GC时间合计等信息
-gccapacity	监视内容与-gc基本相同,但输出主要关注Java堆各个区域使用到的最大、最小空间
-gcutil	监视内容与-gc基本相相同,但输出主要关注已使用空间占总空间的百分比
-gccause	与- gcutil功能一样,但是会额外输出导致上一次GC产生的原因
-gcnew	监视新生代GC状况
-gcnewcapacity	监视内容与- gcnew基本相同,输出主要关注使用到的最大、最小空间
-gcold	监视老年代GC状况
-gcoldcapacity	监视内容与- gcold基本相同,输出主要关注使用到的最大、最小空间
-gcpermcapacity	输出水久代使用到的最大、最小空间
-compiler	输出JⅡT编编译器编译过的方法、耗时等信息
-printcompilation	输出已经被JⅡT编译的方法

3、jinfo：java配置信息工具

jinfo [option] <pid>

Jnfo( Configuration Info for Java)的作用是实时地查看和调整虚拟机各项参数。主要显示系统默认参数

4、jmap：java内存映像工具

jmap [option] <pid>

jmap工具主要选项

选项	作用
-dump	生成ava堆转储快照。格式为:dump[live,] format=b,file=< filename>,其中live子参数说明是否只dump出存活的对象
-heap	显示Java堆详细信息,如使用哪种回收器、参数配置、分代状况等。只在 Linux/ Solaris平台下有效
-histo	显示堆中对象统计信息,包括类、实例数量、合计容量
-permstat	以 Classloader为统计口径显示永久代内存状态。只在 Linux/Solaris平台下有效
-F	当虚拟机进程对-dump选项没有响应时,可使用这个选项强制生成dump快照。只在 Linux/ Solaris平台下有效
-finalizerinfo	显示在F- Queue中等待 Finalizer线程执行 finalize方法的对象。只在 Linux/ Solaris平台下有效

5、jstack：java堆栈跟踪工具

jstack [-l] <pid>

jstack工具主要选项

选项	作用
-F	当正常输出的请求不被响应时,强制输出线程堆栈
-l	除堆栈外,显示关于锁的附加信息
-m	如果调用到本地方法的话,可以显示C/C++的堆栈

6、jstatd：远程主机信息收集

7、jcmd：多功能命令行（jdk1.7+支持）

jdk1.7以后，新增了一个命令行工具jcmd，它是一个多功能的工具，可以用它来导出堆、查看java进程、导出线程信息，执行GC等。

jcmd -l列出所有的java虚拟机
jcmd pid help列出虚拟机所支持的命令

//罗列了进程号为4856虚拟机所支持的jcmd命令操作
C:\Users\xxx>jcmd 4856 help
4856:
The following commands are available:
VM.native_memory
ManagementAgent.stop
ManagementAgent.start_local
ManagementAgent.start
GC.rotate_log
Thread.print
GC.class_stats
GC.class_histogram
GC.heap_dump
GC.run_finalization
GC.run
VM.uptime
VM.flags
VM.system_properties
VM.command_line
VM.version
help

For more information about a specific command use 'help <command>'.

查看虚拟机启动时间

C:\Users\xxx>jcmd 4856 VM.uptime
4856:
909.807 s

命令jcmd也支持直接使用MainClass的名字来代替进程号，这样在编写脚本时也更容易：

C:\Users\xxx>jcmd org.jetbrains.idea.maven.server.RemoteMavenServer VM.uptime
4856:
1078.390 s

打印线程栈信息

C:\Users\xxx>jcmd 4856 Thread.print
4856:
2018-07-27 00:15:19
Full thread dump OpenJDK 64-Bit Server VM (25.152-b39 mixed mode):

"RMI TCP Connection(7)-127.0.0.1" #24 daemon prio=5 os_prio=0 tid=0x0000000057ff
8800 nid=0x1a38 runnable [0x0000000056f2e000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE
        at java.net.SocketInputStream.socketRead0(Native Method)
        at java.net.SocketInputStream.socketRead(SocketInputStream.java:116)
        at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:171)
        at java.net.SocketInputStream.read(SocketInputStream.java:141)
        at java.io.BufferedInputStream.fill(BufferedInputStream.java:246)
        at java.io.BufferedInputStream.read(BufferedInputStream.java:265)
        - locked <0x00000000f06769a8> (a java.io.BufferedInputStream)
        at java.io.FilterInputStream.read(FilterInputStream.java:83)
        at sun.rmi.transport.tcp.TCPTransport.handleMessages(TCPTransport.java:5
       
       ...

查看系统中类的统计信息

jcmd 4856 GC.class_histogram

导出堆信息

C:\Users\xxx>jcmd 4856 GC.heap_dump d:/d.dump
4856:
Heap dump file created

获得系统的Properties内容

jcmd 4856 VM.system_properties

获得启动参数

C:\Users\xxx>jcmd 4856 VM.flags
4856:
-XX:CICompilerCount=3 -XX:InitialHeapSize=132120576 -XX:MaxHeapSize=805306368 -X
X:MaxNewSize=268435456 -XX:MinHeapDeltaBytes=524288 -XX:NewSize=44040192 -XX:Old
Size=88080384 -XX:+UseCompressedClassPointers -XX:+UseCompressedOops -XX:-UseLar
gePagesIndividualAllocation -XX:+UseParallelGC

获得所有性能统计相关数据

8、hprof：性能统计工具


C:\Users\xxx>java -agentlib:hprof=help

     HPROF: Heap and CPU Profiling Agent (JVMTI Demonstration Code)

hprof usage: java -agentlib:hprof=[help]|[<option>=<value>, ...]

Option Name and Value  Description                    Default
---------------------  -----------                    -------
heap=dump|sites|all    heap profiling                 all
cpu=samples|times|old  CPU usage                      off
monitor=y|n            monitor contention             n
format=a|b             text(txt) or binary output     a
file=<file>            write data to file             java.hprof[{.txt}]
net=<host>:<port>      send data over a socket        off
depth=<size>           stack trace depth              4
interval=<ms>          sample interval in ms          10
cutoff=<value>         output cutoff point            0.0001
lineno=y|n             line number in traces?         y
thread=y|n             thread in traces?              n
doe=y|n                dump on exit?                  y
msa=y|n                Solaris micro state accounting n
force=y|n              force output to <file>         y
verbose=y|n            print messages about dumps     y

图形化分析工具

1、JConsole：Java监视与管理控制台

2、VisualVM：多合一故障处理工具

3、BTrace：不停机监控应用（方法调用、系统内存）

###4、Mission Control:虚拟机诊断工具(来自JRockit)

Class类文件的结构

根据 Java虚拟机规范的规定，Class文件格式采用一种类似于C语言结构体的伪结构来存储数据，这种伪结构中只有二种数据类型：无符号数和表。

无符号数属于基本的数据类型，以u1、u2、u4、u8来分别代表1个字节、2个字节、4个字节、8个字节的无符号数，无符号数可以用来描述数字、索引引用、数量值或者按照UTF-8编码构成字符串值。

表是由多个无符号数或者其他表作为数据项构成的复合数据类型，所有表都习惯地以"_info"结构。表用于描述有层次关系的复合结构的数据，整个Class文件本质上就是一张表。

Class文件格式

类型	名称	数量
u4	magic	1
u2	minor version	1
u2	major version	1
u2	constant pool count	1
cp_info	constant pool	constant_pool _count-l
u2	access_flags	1
u2	this_class	1
u2	super_clsss	1
u2	interfaces_count	1
u2	interfaces	interfaces_count
u2	fields_count	1
field_info	fields	fields_count
u2	methods_count	1
method_info	methods	methods_count
u2	attbributes_count	1
attribute_info	attbributes	attbributes_count