《Optimizing Java》读书笔记中
2024-05-10 07:39:34
开头吐槽一句：当初被Java骗的呀，什么自动内存管理，到头来还是都要学的。还不如直接去学C++呐。
第六章：理解垃圾收集
标记-清除
for each object in allocatedObjectList:clearing the mark bit// 所以对象是8字节的倍数，遍历还可以跳着来DFS starting from GC-Roots:set the reached object mark bitfor each object in allocatedObjectList:if mark bit hasn't setted:remove it from allocatedObjectList内存布局如下图
jmap -histo [pid]
num #instances #bytes class name----------------------------------------------1: 20839 14983608 [B2: 118743 12370760 [C3: 14528 9385360 [I4: 282 6461584 [D5: 115231 3687392 java.util.HashMap$Node6: 102237 2453688 java.lang.String7: 68388 2188416 java.util.Hashtable$Entry8: 8708 1764328 [Ljava.util.HashMap$Node;9: 39047 1561880 jdk.nashorn.internal.runtime.CompiledFunction10: 23688 1516032 com.mysql.jdbc.ConnectionPropertiesImpl$BooleanConnectionProperty11: 24217 1356152 jdk.nashorn.internal.runtime.ScriptFunction12: 27344 1301896 [Ljava.lang.Object;13: 10040 1107896 java.lang.Class14: 44090 1058160 java.util.LinkedList$Node15: 29375 940000 java.util.LinkedList16: 25944 830208 jdk.nashorn.internal.runtime.FinalScriptFunctionData17: 20 655680 [Lscala.concurrent.forkjoin.ForkJoinTask;18: 19943 638176 java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Node19: 730 614744 [Ljava.util.Hashtable$Entry;20: 24022 578560 [Ljava.lang.Class;HotSpot 运行时
Ordinary Object Pointer: 这是Java对象在JVM中的表示，以两个机器字长大的对象头作为开头，mark word指向对象独有的元数据（如hashcode），klass word指向类级别的元数据（PermGen永久代中的）
使用-XX:+UseCompressedOops压缩对象头，在Java7以上是默认开启的。
KlassOops和Class Objects
Oops的继承结构
oop (abstract base)|-instanceOop (instance objects)|-methodOop (representations of methods)|-arrayOop (array abstract base)|-symbolOop (internal symbol / string class)|-klassOop (klass Header) (Java 7 and before only)|-markOopGC Roots
- 栈帧
- JNI
- 寄存器
- Code roots（from JVM code cache）
- 全局对象
- 加载类的元数据
GC In HotSpot
Weak Generational Hypothesis发现大量对象是很短命的，只有一部分对象能够活得时间长一些。
- 记录了每个对象的年龄 (逃过了几次GC)
- 对象优先分配了Eden区，哪怕存活也要移到Survivor区
- 由另一个内存区域-老年代保存长期存活的对象
为了加快mark-sweep的速度，HotSpot维持一个“Card table”的数据结构，记录下哪些老年代对象指向年轻代对象。表中每个元素与512字节相对应
cards[*instanceOop >> 9] = 0;TLABs: thread local allocation buffers, 在线程独有的一块缓冲区分配对象。
并发收集器
在Java8以前，默认的收集器是并发收集器，因此YGC和FGC都是要STW的。并发收集器为了吞吐量而设计，在STW后，收集器竭尽所能尽快完成内存回收。
- ParallelGC: 年轻代最简单的收集器
- ParNew：和ParallelGC区别很小，主要为了和CMS配合使用
- ParallelOld：老年代（包括永久代）的并发收集器
年轻代并行回收：但对象在Eden区分配失败，JVM就会停止用户线程，进行垃圾回收
老年代并发回收：和年轻代不同，老年代会为年轻代提供空间分配担保，且老年代使用一整块连续的内存空间，因此老年代没有临时存放对象的地方，所以ParallelOld使用标记-压缩算法。
复制算法 vs 压缩算法
JVM内存分配实例
堆分配
| Heap Area | Size |
|---|---|
| Overall | 2G |
| Old Gen | 1.5G |
| Young Gen | 500M |
| Eden | 400M |
| S1 | 50M |
| S2 | 50M |
GC数据
| Allocation Rate | 100M/s |
| YGC time | 2ms |
| FGC time | 100ms |
| Object lifetime | 200ms |
因为对象分配速率为100MB/s, 所以4s就将Eden分配光了，即每4s会发生一次YGC
| GC次数 | 时间点 | 数据情况 |
|---|---|---|
| GC0 | 4s | 20M Eden -> S1(20M) |
| GC1 | 8.002s | 20M Eden -> S2(20M) |
| GC2 | 12.004s | 20M Eden -> S1(20M) |
public class ModelAllocator implements Runnable {private volatile boolean shutdown = false;private double chanceOfLongLived = 0.02;private int multiplierForLongLived = 20;private int x = 1024;private int y = 1024;private int mbPerSec = 50;private int shortLivedMs = 100;private int nThreads = 8;private Executor exec = Executors.newFixedThreadPool(nThreads);public void run() {final int mainSleep = (int) (1000.0 / mbPerSec);while (!shutdown) {for (int i = 0; i < mbPerSec; i++) {ModelObjectAllocation to = new ModelObjectAllocation(x, y, lifetime());exec.execute(to);try {Thread.sleep(mainSleep);} catch (InterruptedException ex) {shutdown = true;}}}}// Simple function to model Weak Generational Hypothesis// Returns the expected lifetime of an object - usually this// is very short, but there is a small chance of an object// being "long-lived"public int lifetime() {if (Math.random() < chanceOfLongLived) {return multiplierForLongLived * shortLivedMs;}return shortLivedMs;}static class ModelObjectAllocation implements Runnable {private final int[][] allocated;private final int lifeTime;public ModelObjectAllocation(final int x, final int y, final int liveFor) {allocated = new int[x][y];lifeTime = liveFor;}@Overridepublic void run() {try {Thread.sleep(lifeTime);System.err.println(System.currentTimeMillis() +": "+ allocated.length);} catch (InterruptedException ex) {}}}
}
第七章：高级垃圾收集
选择GC的指标
- 停顿时间
- 吞吐量（GC time/app run time）
- 停顿频率
- 回收效率（一个停顿周期能回收多少内存）
- 停顿一致性（是否每次停顿的时间差不多）
大数据应用应该更在乎吞吐量而不是停顿时间。对于一些批处理任务，10s的暂停时间也无关紧要，GC算法更关心CPU的使用效率和吞吐量。
并发GC理论
safepoint: JVM开始执行GC时，线程的暂停点
- JVM不会强制一个线程到safepoint
- JVM可以阻止一个线程离开safepoint
到达safepoint的流程
- JVM设置一个全局的“time to safepoint”标志
- 应用线程能够查询这个标志位
- 应用线程暂停，并等待被唤醒
safepoint情景
- 线程自动达到safepoint，当线程被锁阻塞
- 线程自动达到safepoint，当线程在执行JNI代码
- 线程不必达到safepoint，当线程被OS打断
- 线程不必达到safepoint，当字节码执行到一半
Tri-color marking
- GC roots 被标记为灰色
- 其他对象被标记为白色
- 标记线程如果能沿着灰节点移动到白节点，就标记为灰色
- 如果灰节点没有白色子节点，就标记为黑色
- 停止标记，直到没有灰色节点
- 回收所有白节点
- 当一个对象已经被一个线程标记为黑色，然后又被标记为白色。即Mutator（获取？）线程会使标记对象无效。
- 在并发标记期间，没有黑色的对象会持有一个指向白色对象的引用。
CMS
流程
- 初始标记（STW）
- 并发标记
- 并发预清理
- 重新标记（STW）
- 并发清理
- 并发重置
CMF并发模式失败
- 如果老年代有太多的对象，而年轻代中晋升得太多了
- 则会使用ParallelOld, 这会使得完全的STW。
- 而CMS在老年代75%（默认）的时候，就会进行回收
- CMS在回收老年代时，不会进行压缩，空间是分散的
- 而如果老年代没有可用的连续空间，也会使用ParallelOld
- -XX:+UseConcMarkSweepGC
第8章：GC日志，监控，调优，工具
GC日志简介
-Xloggc:gc.log -XX:+PrintGCDetails
-XX:+PrintTenuringDistribution
-XX:+PrintGCTimeStamps -XX:+PrintGCDateStamps| Effect | Flags |
|---|---|
| Controls which file to log GC events to | -Xloggc:gc.log |
| Logs GC event details | -XX:+PrintGCDetails |
| Prints the wallclock time that GC events occured at. | -XX:+PrintGCDateStamps |
| Prints the time (in secs since VM start) that GC events occured at. | -XX:+PrintGCTimeStamps |
| Adds extra GC event detail that is vital for tooling | -XX:+PrintTenuringDistribution |
| Switches on log file rotation | -XX:+UseGCLogFileRotation |
| Set the maximum number of log files to keep | -XX:+NumberOfGCLogFiles=< n> |
| Set the maximum size of each file before rotation | -XX:+GCLogFileSize=< size> |
Log分析工具
- Censum
- GCViewer
基本调优
Table 8-3. GC heap sizing flags
| Effect | Flag |
|---|---|
| Set the minimum size reserved for the heap | -Xms< size> |
| Set the maximum size reserved for the heap | -Xmx< size> |
| Set the maximum size permitted for PermGen (Java 7) | -XX:MaxPermSize=< size> |
| Set the maximum size permitted for Metaspace (Java 8) | -XX:MaxMetaspaceSize=< size> |
| 临界对象大小 | -XX:PretenureSizeThreshold=N> |
| 最小TLAB大小 | -XX:MinTLABSize=N |
GC测试代码
@State(Scope.Benchmark)
@BenchmarkMode(Mode.Throughput)
@Warmup(iterations = 5, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)
@Measurement(iterations = 5, time = 1, timeUnit = TimeUnit.SECONDS)
@OutputTimeUnit(TimeUnit.SECONDS)
@Fork(1)
public class SimulateCardTable {// OldGen is 3/4 of heap, 2M of card table is required for 1G of old genprivate static final int SIZE_FOR_20_GIG_HEAP = 15 * 2 * 1024 * 1024;private static final byte[] cards = new byte[SIZE_FOR_20_GIG_HEAP];@Setuppublic static final void setup() {final Random r = new Random(System.nanoTime());for (int i=0; i<100_000; i++) {cards[r.nextInt(SIZE_FOR_20_GIG_HEAP)] = 1;}}@Benchmarkpublic int scanCardTable() {int found = 0;for (int i=0; i<SIZE_FOR_20_GIG_HEAP; i++) {if (cards[i] > 0)found++;}return found;}}/*
Result "scanCardTable":108.904 ±(99.9%) 16.147 ops/s [Average](min, avg, max) = (102.915, 108.904, 114.266), stdev = 4.193CI (99.9%): [92.757, 125.051] (assumes normal distribution)# Run complete. Total time: 00:01:46Benchmark Mode Cnt Score Error Units
SimulateCardTable.scanCardTable thrpt 5 108.904 ± 16.147 ops/s
*/并发调优
| Effect | Flag |
|---|---|
| (Old flag) Set ratio of YoungGen to Heap | -XX:NewRatio=N |
| (Old flag) Set ratio of Survivor spaces to YoungGen | -XX:SurvivorRatio=N |
| (Old flag) Set min size of YoungGen | -XX:NewSize=N |
| (Old flag) Set max size of YoungGen | -XX:MaxNewSize=N |
| (Old flag) Set min % of heap free after GC to avoid expanding | -XX:MinHeapFreeRatio |
| (Old flag) Set max % of heap free after GC to avoid shrinking | -XX:MaxHeapFreeRatio |
Flags set:-XX:NewRatio=N
-XX:SurvivorRatio=KYoungGen = 1 / (N+1) of heap
OldGen = N / (N+1) of heapEden = (K – 2) / K of YoungGen
Survivor1 = 1 / K of YoungGen
Survivor2 = 1 / K of YoungGen第9章：JVM上的代码执行
。。。。。。
第10章：理解JIT编译
JITWatch
https://github.com/AdoptOpenJDK/jitwatch/
-XX:+UnlockDiagnosticVMOptions
-XX:+TraceClassLoading
-XX:+LogCompilationhsdis
-XX:+PrintAssembly内联
| Switch | Default (JDK 8, Linux x86_64) | Explanation |
|---|---|---|
| -XX:MaxInlineSize=n | 35 bytes of bytecode | Inline methods up to this size |
| -XX:FreqInlineSize=n | 325 bytes of bytecode | Inline “hot” (frequently called) methods up to this size |
| -XX:InlineSmallCode=n | 1000 bytes of native code (non-Tiered)2000 bytes of native code (Tiered) | Do not inline methods where there is already a final-tier compilation that occupies more than this amount of space in the code cache. |
| -XX:MaxInlineLevel | 9 | Maximum number of call frames to inline |
《Optimizing Java》读书笔记中相关推荐
- Java读书笔记(4)-多线程(二)
Java读书笔记(4)-多线程(二) 2016-1-2 线程通信 传统的线程通信 Object类提供了wait(),notify()和notifyAll三个方法 适用情况:synchronized修饰 ...
- think in java 读书笔记 2 —— 套接字
目录 think in java 读书笔记 1 --移位 think in java 读书笔记 2 -- 套接字 think in java 读书笔记 3 -- 数据报 概要 1. 套接字基本知识 2 ...
- Java读书笔记(8)-单例模式
Java读书笔记(8)-单例模式 今天在阅读<Effective Java 2>第3条时,获知一种使用枚举enum实现单例模式的新方法,然而书上并没有就此展开深入说明,于是上网查阅了一些资 ...
- Effective Java读书笔记（二）
Effective Java 读书笔记 (二) 创建和销毁对象 遇到多个构造器参数时要考虑使用构建器 创建和销毁对象 何时以及如何创建对象? 何时以及如何避免创建对象? 如何确保它们能够适时地销毁? ...
- head first java读书笔记
head first java读书笔记 1. 基本信息 页数:689 阅读起止日期:20170104-20170215 2. 标签 Java入门 3. 价值 8分 4. 主题 使用面向对象的思路介绍J ...
- Effective Java 读书笔记（七）：通用程序设计
Effective Java 读书笔记七通用程序设计 将局部变量的作用域最小化 for-each 循环优于传统的 for 循环 了解和使用类库 如果需要精确的答案请避免使用 float 和 doubl ...
- #java读书笔记#面向对象2
上一篇java读书系列笔记文章:#java读书笔记#面向对象1 14.Math类的使用(重点) (1)数学操作类:该类没有构造函数,方法均为静态的 (2)掌握内容 A:成员变量 **E:比任何其他值都 ...
- Effective Java读书笔记完结啦
Effective Java是一本经典的书, 很实用的Java进阶读物, 提供了各个方面的best practices. 最近终于做完了Effective Java的读书笔记, 发布出来与大家共享. ...
- Effective Java 读书笔记(一)
前言: 开个新的坑位,<effective java>的读书笔记,之后有时间会陆陆续续的更新,读这本书真的感触满多,item01和item02就已经在公司的项目代码中看到过了.今天这篇主要 ...
- Effective Java读书笔记三：创建和销毁对象
第1条:考虑用静态工厂方法代替构造器 对于类而言,为了让客服端获得它的一个实例最常用的的一个方法就是提供一个公有的构造器.还有一种方法,类可以提供一个公有的静态工厂方法(static factory ...
最新文章
- eclipse批量修改package、import中的包名
- 65.Java语法糖
- VGA、DVI、HDMI、DP、Type-C不同视频接口有啥区别？
- Jmeter(二十二)_jenkins配置gitlab插件与ant插件
- go语言的map以及红黑树的map
- Ubuntu上安装Robomongo及添加到启动器
- linux 安装libcurl4-gnutls-dev,curl / curl.h,libcurl,libcurl4-openssl-dev,libcurl4-nss-dev库之间的区别？...
- 缠论108课_缠论108课第54课：股票具体的走势—图解分析示范
- KB-QA：如何对问题进行信息抽取？
- PHP微信公众号支付弹出“NaN:undefined”解决方法
- The General Framework Of Signal ProcessingOTFS Modulation Scheme(信号处理的一般框架OTFS调制)（4）
- 计算机与汉字+输入速度+云输入法,计算机汉字三码输入法的制作方法
- 阿里云短信验证码后端
- 硬件工程师需要掌握什么基础知识
- Adobe Illustrator【印前角线X2.0】脚本源码
- html css ps切图教程,CSS切图学习之认识PHOTOSHOP(PS)
- cobbler（一） cobbler实现系统自动安装
- 使用you-get工具下载MP4视频
- 3D目标检测学习笔记
- 智能优化与机器学习结合算法实现数据分类matlab代码清单