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1. Java垃圾回收機制（GC）
   1.1 GC機制作用
   1.2 堆內(nèi)存3代分布（年輕代、老年代、持久代）
   1.3 GC分類
   1.4 GC過程
2. Java應用內(nèi)存問題分析
   2.1 Java內(nèi)存劃分
   2.2 Java常見內(nèi)存問題
   2.3 ML（內(nèi)存泄露） OOM（內(nèi)存溢出）問題現(xiàn)象及分析
   2.4 IBM DUMP分析工具使用介紹
3. Java應用CPU、線程問題分析

Java垃圾回收機制（GC）

1.GC機制作用
1.1 JVM自動檢測和釋放不再使用的對象內(nèi)存
1.2 Java 運行時JVM會執(zhí)行 GC，不再需要顯式釋放對象
例：Object.finallize()、 Windows.dispose()、 System.gc()

2.Java堆3代分布

關(guān)于Java堆3代分布情況，可通過命令：jmap –heap pid 查看

3.GC分類
3.1 Young GC（Minor GC）：收集生命周期短的區(qū)域(Young)
(1) 清空Eden+from survivor中所有no ref的對象占用的內(nèi)存
(2) 將Eden+from survivor中所有存活的對象copy到to survivor中
(3) 一些對象將晉升到old中: to survivor放不下的或存活次數(shù)超過turning threshold中的
3.2 Full GC（Major GC）：收集生命周期短的區(qū)域(Young)和生命周期比較長的區(qū)域(Old)，對整個堆進行垃圾收集，有時也會回收持久區(qū)(Perm)
(1) 清空heap中no ref的對象
(2) 清空permgen中已經(jīng)被卸載的class信息

4.GC過程
(1) 新生成的對象在Eden區(qū)完成內(nèi)存分配
(2) 當Eden區(qū)滿，再創(chuàng)建對象，會因為申請不到空間觸發(fā)YGC，進行young(eden+1survivor)區(qū)的垃圾回收（為什么是eden+1survivor：兩個survivor中始終有一個survivor是空的，空的那個被標記成To Survivor）
(3) YGC時，Eden不能被回收的對象被放入到空的survivor（也就是放到To Survivor，此時Eden被清空），另一個survivor（From Survivor）里不能被GC回收的對象也會被放入To Survivor，始終保證一個survivor是空的（YGC完成之后，To Survivor 和 From Survivor的標記互換）
(4) YGC結(jié)束后，若存放對象的survivor滿，則這些對象被copy到old區(qū)，或者survivor區(qū)沒有滿，但是有些對象已經(jīng)足夠Old（超過XX:MaxTenuringThreshold），也被放入Old區(qū)
(5) 當Old區(qū)被放滿的之后，進行完整的垃圾回收，即 FGC
(6) FGC后，若Survivor及old區(qū)仍然無法存放從Eden復制過來的部分對象，導致JVM無法在Eden區(qū)為新對象創(chuàng)建內(nèi)存區(qū)域，則出現(xiàn)OOM錯誤

Java應用內(nèi)存問題分析方法

1.Java內(nèi)存劃分
可粗略劃分三類：
1.1 堆內(nèi)存
存放由 new 創(chuàng)建的對象和數(shù)組，在堆中分配的內(nèi)存，由 Java 虛擬機的自動垃圾回收器來管理

1.2 棧內(nèi)存
在函數(shù)中定義的一些基本類型的變量和對象的引用變量都是在函數(shù)的棧內(nèi)存中分配（更準確地說是保存了引用的堆內(nèi)存空間的地址,java中的“指針”）

1.3 永久保存區(qū)、方法區(qū)（Permanent Generation）
用于存儲已被虛擬機加載的類信息、常量、靜態(tài)變量等

2.Java常見的內(nèi)存問題表現(xiàn)形式：
2.1 OutOfMemory：內(nèi)存溢出
2.2 Memory Leak：內(nèi)存泄露
二者共同點：
(1) 通常最終的狀態(tài)就會導致OOM錯誤
(2) 在Java堆或本地內(nèi)存中都可能發(fā)生
二者不同點：
(1) ML是已經(jīng)分配好的內(nèi)存或?qū)ο?，當不再需要，沒有得到釋放 而OOM則是沒有足夠的空間來供jvm分配新的內(nèi)存塊
(2) ML的內(nèi)存曲線總體上是一條斜向上的曲線而OOM不是，反之未必

3.內(nèi)存溢出類型：
虛擬機棧溢出、本地方法棧溢出、方法區(qū)溢出、堆溢出、運行時常量池溢出
異常類型：
(1) java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
堆內(nèi)存溢出
優(yōu)化：通過-Xmn（最小值）–Xms（初始值） -Xmx（最大值）參數(shù)手動設(shè)置 Heap（堆）的大小。

(2) java.lang.OutOfMemoryError: PermGen space
PermGen Space溢出（方法區(qū)溢出、運行時常量池溢出）
優(yōu)化：通過MaxPermSize參數(shù)設(shè)置PermGen space大小。

(3) java.lang.StackOverflowError
棧溢出（虛擬機棧溢出、本地方法棧溢出）
優(yōu)化：通過Xss參數(shù)調(diào)整

Demo代碼 :

// Java 堆溢出    public static void main(String[] args) {        List<OOMObject> list = new    ArrayList<JavaHeapSpace.OOMObject>();        while (true) {            list.add(new OOMObject());        }    }    static class OOMObject {    }
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  // 虛擬機棧溢出    public static void main(String[] args) {        // TODO Auto-generated method stub        System.out.println(add());    }    public static int add(){        return add();    }      
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// 方法區(qū)溢出    public static void main(String[] args) {        while (true) {            Enhancer enhancer = new Enhancer();            enhancer.setSuperclass(OOMObject.class);            enhancer.setUseCache(false);            enhancer.setCallback(new MethodInterceptor() {                @Override                public Object intercept(Object obj, Method method,                        Object[] args, MethodProxy proxy) throws Throwable {                    return proxy.invoke(obj, args);                }            });            enhancer.create();        }    }    static class OOMObject {    }
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// 運行時常量池溢出    public static void main(String[] args){        // TODO Auto-generated method stub        List<String> list = new ArrayList<String>();        int i = 0;        while (true ){             list.add(String. valueOf(i++).intern());       }    }
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// 內(nèi)存泄露模擬    public static void main(String[] args) {        // TODO Auto-generated method stub        List<int[]> list = new ArrayList<int[]>();        Runtime run = Runtime.getRuntime();        int i=1;        while(true){            int[] arr = new int[1024];            list.add(arr);            if(i++ % 1000 == 0 ){                System.out.print("最大堆內(nèi)存=" + run.maxMemory() / 1024 / 1024 + "M, ");                System.out.print("已分配內(nèi)存=" + run.totalMemory() /1024 / 1024 + "M, ");                System.out.print("剩余空間內(nèi)存=" + run.freeMemory() / 1024 / 1024 + "M, ");                System.out.println("最大可用內(nèi)存=" + ( run.maxMemory() - run.totalMemory() + run.freeMemory() ) / 1024 / 1024 + "M");                sleep(1000);            }        }    }    public static void sleep(long time) {        try {            Thread.sleep(time);        } catch (InterruptedException e) {            // TODO Auto-generated catch block            e.printStackTrace();        }    }
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4.內(nèi)存泄露現(xiàn)象

heapspace:OutOfMemoryError

開發(fā)人員的分析、解決思路
內(nèi)存對象申請未釋放（未及時釋放）
線程問題
分別從堆dump和線程dump進行分析：
jmap -dump:format=b,file=heap.dump pid
jstack pid >> thread.dump

5.JAVA DUMP分析工具
IBM HeapAnalyzer:ha456.jar
IBM Thread and Monitor Dump Analyzer:jca457.jar
堆dump分析
占用內(nèi)存較多代碼塊
分析代碼快上下文
分析占用內(nèi)存的對象內(nèi)容

線程dump分析
活躍線程
阻塞線程
等待資源線程

Java應用CPU問題分析方法

1.程序響應慢，CPU高
(1) ThreadDump
jstack pid >> thread.dump
(2) 找到導致cpu高的線程 top -H -p pid
(3) pid 十進制轉(zhuǎn)十六進制
http://tool.oschina.net/hexconvert/
(4) 找到對應的線程UE打開 threaddump文件查找：按十六進制關(guān)鍵字找到對應的線程，把相關(guān)的方法找出來，可以精確到代碼的行號

2.程序響應慢，CPU不高
一般表現(xiàn)為thread struck在了i/o、db等
實例：

IO阻塞（程序表現(xiàn)為響應慢）

線程狀態(tài)為“in Object.wait()”，說明正在等待線程池可用資源，由于線程池滿導致新的IO請求處于排隊等待狀態(tài)，且發(fā)生在：at com.iflytek.diange.data.provider.sendsong.impl.SendSongImpl.getSendSongInfosByUserId(SendSongImpl.java:92)行

3.程序無響應
死鎖（程序表現(xiàn)為無響應）
線程狀態(tài)為“waiting to lock”: 兩個線程各持有一個鎖，又在等待另一個鎖，故造成死鎖，且發(fā)生在DeadLockTest.java:39行